У моего знакомого кошка после лета, проведенно­го на даче, родила четырех котят, и все совершенно­ разных цветов. Слышал, что и отцы-коты при этом могут быть разными. Так ли это?

Да, это возможно и даже очень. Природа тщательно опекает такую функцию кошек, как «плодитесь и размножайтесь!», причем делает это иногда весьма забавно.

У этого явления есть научный термин — суперфекундация (от лат. superfecundatio - сверхоплодотворение)  — оплодотворение двух или более яйцеклеток одного овуляционного периода различными мужскими сперматозоидами. Другими словами, в одном помёте у котят могут быть разные отцы. Отчего это происходит?

Так как для зарождения одного эмбриона-котенка требуется  одна яйцеклетка (от мамы-кошки) и один сперматозоид (от папы-кота), то количество эмбрионов зависит от того, сколько созревших яйцеклеток будет оплодотворено. Созрело в организме у кошки, скажем, пять яйцеклеток, и все при этом были оплодотворены, то через пару месяцев на свет появятся пять прелестных котят.

Фокус в том, что не все яйцеклетки созревают одновременно (!), и поэтому в их оплодотворении могут успеть поучаствовать несколько котов. В этом случае котята будут от разных отцов. С генами тут разобраться будет, пожалуй, сложновато – что-то от мамы, что-то от папы, только вот от какого?

Немного медицины. Течка — стадия репродуктивного цикла кошек, во время которой происходит овуляция (выход яйцеклетки из яичника в брюшную полость). Созревшая яйцеклетка способна к оплодотворению в течение 12-48 часов. Сперматозоиды могут существовать внутри тела самки в течение 4-5 дней. Характерно, что овуляция у кошки происходит после вязки, которая и служит стимулом для выделения яйцеклеток. В среднем количество яйцеклеток варьируется от 3 до 7. Именно все эти цифры делают возможным оплодотворение нескольких яйцеклеток разными сперматозоидами в течения одного овуляционного периода (т.е. одной течки) .

Но это еще не все!

И у этого явления есть научное определение — суперфетация (от лат. superfetatio) — добавочное оплодотворение при уже имеющейся беременности.

Некоторые кошки, даже будучи в «интересном положении», умудряются сохранять сексуальную активность. Это случается у кошек с пониженным уровнем прогестерона, который вырабатывается в яичниках при беременности. И тогда между третьей и шестой неделями беременности может снова наступить течка. Если в это время произойдет вязка, то яйцеклетки оплодотворятся, и в них также могут развиться эмбрионы. В результате кошка будет одновременно вынашивать котят, внутриутробный возраст которых отличается на три или шесть недель.

Во время родов у такой кошки котята рождаются либо все одновременно (при этом роды второго выводка будут настолько преждевременны, что, скорее всего, котята погибнут), либо сперва на свет появятся котята первого помёта, затем спустя несколько недель кошка родит оставшихся, уже доношенных котят.

Одному моему приятелю долгое время удавалось избегать корпоративных мероприятий. Жизненный опыт и особенности психотипа сформировали в нем, как это сейчас модно называть, мизантропа. Он с большим недоверием относился к перспективе провести выходные в компании нетрезвых лиц, которые, даже трезвыми, не вызывали у него симпатий в трудовыебудни. Под влиянием уговоров и/или в силу слабохарактерности, однажды он решил дать им, лицам, шанс...

В обязательную программу любого корпоративного мероприятия входят некоторое количество спортивных мероприятий: бег в мешках, пейнтбол, керлинг и т.д. Моему приятелю сразу посчастливилось попасть на соревнование по футболу. Отдел маркетинга бросил дерзкий вызов отделу продаж. Командный дух, Джек Дениэлс и присутствие секретаря Людочки не позволило ему трезво оценить свои возможности и своевременно отказаться. В футбол, как впрочем и в другие подвижные игры, он играл в последнем классе школы. По настоятельной рекомендации Джека, мой знакомец сразу бросился в бой, манкируя, обязательной для любых спортивных мероприятий, разминкой...

На третьей минуте матча с моим приятелем, как поется в народной песне, «случилося несчастье». В попытке обыграть шустрого эмиссара отдела маркетинга, погрузневшее, со времен школьной поры, тело нашего мизантропа, повинуясь неумолимым законам физики, продолжило движение именно в тот момент, когда левая, опорная нога возжелала оставаться на месте, незыблемая, как александрийский столп...

В приемном отделении института им Склифософского, усталый травматолог, после сбора типичного анамнеза — корпоратив, Джек Дениэлс, футбол, (о фатальной роли ведьмы Людмилы, мой приятель, настоящий лейтенант запаса и джентельмен, решительно умолчал)... Но я отвлекся. Так вот, усталый травматолог поставил привычный диагноз: «разрыв передней крестообразной связки, внутреннего мениска и внутренней боковой связки». То, что называется «несчастной триадой».

Приятелю грозила серьезная операция и длительный период реабилитации. Я застал его в самой экспрессивной стадии принятия неизбежного. В стадии гнева. Он гневался на своих сослуживцев, на корпоративную культуру, на отечественную медицину. Досталось даже секретарю Людочке. Но, как разумный человек, он гневался прежде всего на себя и несовершенство собственного строения...

Вот если бы на стол дизайнеру АРТЕМИЮ ЛЕБЕДЕВУ положили Проект Человека, он бы с негодованием его отшвырнул. «Что за корявая *****?!» — воскликнул бы в сердцах Артемий. Немецкий физик Гельмгольц, изучавший оптику глаза, как-то сказал: «Если бы оптическая мастерская прислала мне такой прибор, я бы вернул его для переделки».

Зрительный нерв подключен к светочувствительным клеткам сетчатки не сзади, а спереди (сверху). Свет проходит сначала через нервы, нервные клетки и только потом достигает светочувствительных элементов. Это позволяет сетчатке отслаиваться от стенки глазного яблока, что приводит к потере зрения. Гораздо разумнее было бы если бы зрительные нервы отходили от стенки глазного яблока, как, например, у кальмаров. Но такое строение глаза у человека связано с тем, что нервная система всех хордовых формируется из нервной трубки и глаз просто не может иметь другого строения.

Грыжи поясничного диска, радикулиты, дорсопатии, варикозное расширение вен, выпадение матки, геморрой, сердечная недостаточность, ожирение, аппендицит, асфиксия пищевым комком, цинга, икота и многие другие патологии человека возникают из-за конструкторских недоработок.

Из школьного курса биологии мы знаем, что в процессе внутриутробного развития, зародыш человека (как и зародыш любого другого существа) проходит стадии развития эволюционного — рыб и амфибий. Например икота — это древний рефлекс доставшийся нам от головастиков и двоякодышащих. Сама икота у человека не имеет никакого приспособительного значения и вызывает только дискомфорт. Однако у головастиков глубокий вдох позволяет заглотить как можно больше воды, а последующий резкий выдох, сопровождающийся закрытием дыхательной щели, позволяет направить воду в жабры, в обход дыхательных путей. Этот рефлекс обеспечивает жаберное дыхание у двоякодышащих.

Прямохождение освободила руки предка человека и заставило интенсивно развиваться его мозг. Но, вместе с тем, прямохождение вызвало перегрузку поясничных позвонков, что часто приводит к развитию дегенеративных изменений, грыжам межпозвоночных дисков, радикулитам и дорсопатиям в возрасте, в котором у человека только прошли юношеские прыщи и он начинает чувствовать себя венцом творения.

Давление столба жидкости, высотой в человеческий рост, на клапаны вен нижних конечностей приводит к расширению верхнего сегмента вены. В расширенном сегменте клапан перестает выполнять свою функцию и давление столба жидкости передается на ниже лежащий сегмент вены и цикл повторяется (сегмент — в данном случае, это участок вены от клапана до клапана). Так возникает варикозная болезнь.

Аппендикулярный отросток является рудиментом органа, который у жвачных предков современного человека отвечал за переваривание клетчатки. Например, у коалы длина аппендикса составляет от 1 до 2 метров. У человека аппендикулярный отросток является серьезной хирургической проблемой, несмотря на то, что он стал выполнять функцию имунного органа.

Желудочно-кишечный тракт млекопитающих пересекается с дыхательными путями, в результате мы не можем одновременно дышать и глотать, а кроме того существует опасность подавиться, плюс делает возможным возникновение ночного апноэ. Эволюционное объяснение этих проблем в том, что предкои млекопитающих являлся один из видов кистепёрых рыб, которые заглатывали воздух, чтобы дышать.

Аневризма грудной аорты и гиганское левое предсердие (в далеко зашедших стадиях митральной недостаточности) могут быть причиной осиплости голоса. Это связано со сдавлением возвратного гортанного нерва, который идет в составе блуждающего нерва в грудной клетке и, затем, возвращается к гортани. Длинна возвратного нерва, например, у жирафа достигает 4х метров. Как мы знаем на личном опыте, чем сложнее прибор, тем чаще он ломается. Так зачем понадобилось создавать такую длинную структуру? Ведь расстояние от точки выхода нерва до, собственно, гортани не превышает 4-х сантиметров? Дело в том, что органы, которые иннервирует блуждающий нерв сформировался из 6-ой жаберной дуги рыб и в процессе эволюции были разнесены на значительное расстояние. Все мы знаем, что у рыб нет шеи.

Основной причиной снижения сердечного выброса, а значит и доставки крови к органам (например почкам) у предков человека была травма, сопровождающаяся кровопотерей. Почки реагировали на это задержкой солей и жидкости для восполнения объема циркулирующей крови. Сейчас основной причиной снижения сердечного выброса является не кровопотеря, а инфаркт миокарда. Когда отмирает кусок сердечной мышцы сердце перестает должным образом выполнять свою насосную функцию. Снижение сердечного выброса, как и миллионы лет назад, приводит к компенсаторной задержке жидкости в организме. Жидкость задерживается в большом и малом круге кровообращения. Возникают отеки легочной ткани, печени, ног. Появляется клиника сердечной недостаточности. Поэтому основным способом борьбы с сердечной недостаточностью является прием мочегонных препаратов.

Одной из гипотез ожирения, сформированной антропологом Джеймсом Нилом была концепция «экономного генотипа». Суть ее заключалась в том, что предки современного человека, будучи охотниками и собирателями, жили в условиях чередующихся тучных и голодных периодов. В период изобилия человек накапливал пищу в виде жировых отложений, чтобы потом, в голодное время, дотянуть на них до следующей удачной охоты. Этот механизм отлично работает в условиях бумов и спадов, но дает прискорбные сбои в случае, когда высококалорийная пища доступна круглые сутки и круглый год в супермаркетах. Сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет второго типа, как следствие ожирения, тоже являются последствиями этого эволюционного механизма.

Природа сконструировала человека c расчетом на то,что он будет двигаться непрерывно — искать корешки, охотится на белок, убегать от хищных рептилий. Слово «работа» потеряло значение «тяжелый физический труд» только последние 50 лет максимум. Во время физической активности открывается большое количество капилляров в мышцах, площадь поверхности эндотелия (клеток внутренней оболочки сосудов), омываемой кровью увеличивается в сотни раз. Именно на границе крови и эндотелия, при физической работе, возникает напряжение сдвига, которое приводит к выработке азота двухвалентного (NO) и других биологически активных и полезных субстанций. Именно NO расширяет сосуды, снижает давление, улучшает реологические свойства крови, наполняет пещеристые тела кровью, уменьшает агрессивное воздействие свободных радикалов и холестерина на стенки сосудов, а главное приостанавливает запрограммированные в клетках процессы старения. С точки зрения эволюции должны пройти миллионы лет, чтобы возник механизм, позволяющий вырабатывать NO от взаимодействия ягодичной области с поверхностью кресла. Пока же единственным вариантом остается физическая активность.

Сидячая работа, несвойственная предкам современного человека приводит к застою крови в малом тазу. Вены малого таза расширяются, их стенка воспаляется, а воспаление, как мы знаем, может привести к тромбозу (триада Вирхова). Эти процессы называются геморроем. Геморроем в исконном значении. Геморрой является профессиональным заболеванием водителей, людей, которые большую часть жизни проводят в положении сидя. Кстати, по одной из версий, Наполеон проиграл битву при Ватерлоу из-за тромбоза гемороидального узла, который не дал ему крепко сосредоточиться. Вот так эволюционный изъян одного человека решил исход грандиозного сражения и изменил политическую карту мира.

Все эти несовершенства строения и конструкторские недоработки связаны с тем, что антрополог Нил Шубин назвал «внутренней рыбой». Внутренняя рыба — это понятие, которое объясняет наше несовершенство тем, что человек возник не как готовый проект, созданный для сидячей работы и корпоративных мероприятий, а как одно из звеньев непрерывной эволюционной цепочки в которой рыбы вышли на сушу и завоевали новую среду обитания.

Если на «запорожец» поставить двигатель от болида формулы 1, он все равно не сможет развить скорость, о которой мечтают юные стритрейсеры. Конструкция запорожца такова, что на скорости 200 км он просто развалится, огорчив всех участников дорожного движения.

Если мы сумеем избавится от антропоцентрической ереси и осознать себя промежуточным этапом сложного процесса, в котором человек, при всех его достоинствах, не является венцом творения; в котором человек — это просто попытка рыбы выйти из воды и походить на задних плавниках, растянувшаяся на миллионы лет, то, быть может, мы научимся ценить и беречь наше хрупкое тельце, а, заодно, и других участников этой эстафеты независимо от пола, размера и вида. Во как.

И. Пригожин

Философия нестабильности*

Вопросы философии. 1991,  № 6, с. 46-52

    У термина "Нестабильность" странная судьба. Введенный в широкое употребление совсем недавно, он используется порой с едва скрываемым негативным оттенком, и притом, как правило, для выражения содержания, которое следовало бы исключить из подлинно научного описания реальности. Чтобы проиллюстрировать это на материале физики, рассмотрим элементарный феномен, известный, по-видимому, уже не менее тысячи лет: обычный маятник, оба конца которого связаны жестким стержнем, причем один конец неподвижно закреплен, а другой может совершать колебания с произвольной амплитудой. Если вывести такой маятник из состояния покоя, несильно качнув его груз, то в конце концов маятник остановится в первоначальном (самом нижнем) положении. Это — хорошо изученное устойчивое явление. Если же расположить маятник так, чтобы груз оказался в точке, противоположной самому нижнему положению, то рано или поздно он упадет либо вправо, либо влево, причем достаточно будет очень малой вибрации, чтобы направить его падение в ту, а не в другую сторону. Так вот, верхнее (неустойчивое) положение маятника практически никогда не находилось в фокусе внимания исследователей, и это несмотря на то, что со времени первых работ по механике движение маятника изучалось с особой тщательностью. Можно сказать, что понятие нестабильности было, в некоем смысле, идеологически запрещено. А дело заключается в том, что феномен нестабильности естественным образом приводит к весьма нетривиальным, серьезным проблемам, первая из которых — проблема предсказания.

    Если взять устойчивый маятник и раскачать его, то дальнейший ход событий можно предсказать однозначно: груз вернется к состоянию с минимумом колебаний, т.е. к состоянию покоя. Если же груз находится в верхней точке, то в принципе невозможно предсказать, упадет он вправо или влево. Направление падения здесь существенным образом зависит от флюктуации. Так что в одном случае ситуация в принципе предсказуема, а в другом — нет, и именно в этом пункте в полный рост встает проблема детерминизма. При малых колебаниях маятник — детерминистический объект, и мы в точности знаем', что должно произойти. Напротив, проблемы, связанные с маятником, если можно так выразиться, перевернутым с ног на голову, содержат представления о недетерминистическом объекте.

    Это различие между детерминистическими законами природы и законами, не являющимися таковыми, ведет нас к более общим проблемам, которые мне и хотелось бы здесь вкратце обсудить.
----------------------------
* Prigogine I. The philosophy of instability. - "Futures", 1989, р. 396—400.
46

                                                      Человек  и  природа

    Прежде всего, спросим себя: почему именно сегодня в естествознании заговорили о нестабильности, тогда как прежде господствовала точка зрения детерминизма? Дело в том, что идея нестабильности не только в каком-то смысле теоретически потеснила детерминизм, она, кроме того, позволила включить в поле зрения естествознания человеческую деятельность, дав, таким образом, возможность более полно включить человека в природу. Соответственно, нестабильность, непредсказуемость и, в конечном счете, время как сущностная переменная стали играть теперь немаловажную роль в преодолении той разобщенности, которая всегда существовала между социальными исследованиями и науками о природе.

  В чем, однако, смысл тех изменений, которые произошли (в интересующем нас плане) в отношениях человека к природе? В детерминистском мире природа поддается полному контролю со стороны человека, представляя собой инертный объект его желаний. Если же природе, в качестве сущностной характеристики, присуща нестабильность, то человек просто обязан более осторожно и деликатно относиться; к окружающему его миру, — хотя бы из-за неспособности однозначно предсказывать то, что произойдет в будущем.

  Далее, принимая в науке идею нестабильности, мы достигаем тем самым и более широкого понимания существа самой науки. Мы начинаем понимать, что западная наука, в том виде, как она до недавних пор существовала, обусловлена культурным контекстом XVII в. — периода зарождения современного естествознания и что эта наука ограничена. В результате начинает складываться более общее понимание науки и знания вообще, понимание, отвечающее культурным традициям не только западной цивилизации.

    К сожалению, однако, приходится признать, что современная культурная жизнь крайне разобщена даже внутри западной цивилизации. В книге, имевшей недавно большой успех в США, Алан Блум утверждает, что наука является материалистическим, редукционистским, детерминистическим феноменом, полностью исключающим время 1. Но если упрек Блума и справедлив относительно науки 20—30-летней давности, то к сегодняшней науке эти характеристики явно не применимы, — она не сводима ни к материализму, ни к детерминизму.

                                  Лейбниц: исключение нестабильности

    Для того чтобы понять идущие в современной науке процессы, необходимо принять во внимание, что наука — культурный феномен, складывающийся в определенном культурном контексте. Иллюстрацией этому может служить, например, дискуссия между Лейбницем и Кларком, представлявшим в их споре взгляды Ньютона. Лейбниц упрекает Ньютона в том, что его представление об универсуме предполагает периодическое вмешательство Бога в устройство мироздания ради улучшения функционирования последнего. Ньютон, по его мнению, недостаточно почитает Бога, поскольку искусность Верховного Творца у него оказывается ниже даже искусности часовщика, способного раз и навсегда сообщить своему механизму движение и заставить его работать без дополнительных переделок 2.
----------------------
1См.: Bloom A. The closing of American mind.N.Y., 1987.
2Здесь, видимо, уместно привести одно из высказываний по этому поводу самого Лейбница:"Я не говорю, что телесный мир — это машина или часовой механизм, работающий без вмешательства Бога; я достаточно подчеркиваю, что творения нуждаются в беспрерывном его влиянии.Мое утверждение заключается в том, что это часовой механизм, который работает, не нуждаясь в исправлении его Богом; в противном случае пришлось бы сказать, что Бог в чем-то изменилсвои решения. Бог все предвидел, обо всем заранее позаботился" (Лейбниц. Соч., т. I, 1982, с. 436). — Прим. перев.
47
   
    Лейбницевские представления об универсуме одержали победу над ньютонианскими. Лейбниц апеллировал к всеведению вездесущего Бога, которому вовсе нет никакой нужды специально обращать свое внимание на Землю. И он верил при этом, что наука когда-нибудь достигнет такого же всеведения — ученый приблизится к знанию, равному божественному. Для божественного же знания нет различия между прошлым и будущим, ибо все присутствует во всеведущем разуме. Время, с этой точки зрения, элиминируется неизбежно, и сам факт его исключения становится свидетельством того, что человек приблизился к квазибожественному знанию.

    Высказанные Лейбницем утверждения принадлежат к базовому уровню идеологии классической науки, сделавшей именно устойчивый маятник объектом научного интереса, — неустойчивый маятник в контексте этой идеологии предстает как неестественное образование, упоминаемое только в качестве любопытного курьеза (а по возможности вообще исключаемое из научного рассмотрения). Но изложенная концепция вечности грешила тем, что в ней не оставалось места для уникальных событий (впрочем, и в ньютоновском подходе не было места для новаций). Материя, согласно этой концепции, представляет собой вечно движущуюся массу, лишенную каких бы то ни было событий и, естественно, истории. История же, таким образом, оказывается вне материи. Так исключение нестабильности, обращение к детерминизму и отрицание времени породили два противоположных способа  видения универсума:

— универсум как внешний мир, являющийся в конечном счете регулируемым автоматом (именно так и представлял его себе Лейбниц), находящимся в бесконечном движении;
— универсум как внутренний мир человека, настолько отличающийся от внешнего, что это позволило Бергсону сказать о нем: "Я полагаю, что творческие импульсы сопровождают каждое мгновение нашей жизни"3.

    Действительно, любые человеческие и социальные взаимодействия, а также вся литературная деятельность являются выражением неопределенности в отношении будущего. Но сегодня, когда физики пытаются конструктивно включить нестабильность в картину универсума, наблюдается сближение внутреннего и внешнего миров, что, возможно, является одним из важнейших культурных событий нашего времени.

                                                      Новые открытия

    Разумеется, введение нестабильности является результатом отнюдь не только идеологических особенностей истории науки XX в. Оно стало реальность лишь благодаря сочетанию ряда собственно научных экспериментальных и теоретических открытий. Это, во-первых, открытие неравновесных структур, которые возникают как результат необратимых процессов и в которых системные связи устанавливаются сами собой; это, во-вторых, вытекающая из открытия неравновесных структур идея конструктивной роли времени; и, наконец, это появление новых идей относительно динамических, нестабильных систем, — идей, полностью меняющих наше представление о детерминизме.

    В 1986 г. сэр Джеймс Лайтхил, ставший позже президентом Международного союза чистой и прикладной математики, сделал удивительное заявление: он извинился от имени своих коллег за то, что "в течение трех веков образованная публика вводилась в заблуждение апологией детерминизма, основанного на системе Ньютона, тогда как можно считать доказанным, по крайней мере с 1960 года, что этот детерминизм является ошибочной позицией"4.
---------------------------
3 См.: Bergson Henri. The creative mind. Totowa (USA), 1975.
4Lighthill J. Proceedings of the Royal Society. A 407. London, Royal Society, 1986, р. 35—50.
48

Не правда ли, крайне неожиданное заявление? Мы все совершаем ошибки и каемся в них, но есть нечто экстраординарное в том, что кто-то просит извинения от имени целого научного сообщества за распространение последним ошибочных идей в течение трех веков. Хотя, конечно, нельзя не признать, что данные, пусть ошибочные, идеи играли основополагающую роль во всех науках — чистых, социальных, экономических, и даже в философии (учитывая, что в рамках последней сложилась кантовская проблематика). Более того, эти идеи задали тон практически всему западному мышлению, разрывающемуся между двумя образами: детерминистический внешний мир и индетерминистический внутренний.

  И наконец, продолжая начатый выше перечень открытий, следует упомянуть об открытиях в области элементарных частиц, продемонстрировавших фундаментальную нестабильность материи, а также о космологических открытиях, констатировавших, что мироздание имеет историю (тогда как традиционная точка зрения исключала какую бы то ни было историю универсума, ибо универсум рассматривался как целое, содержащее в себе все, что делало бессмысленным саму идею его истории)

    Заметим, вместе с тем, что простейшие из вышеперечисленных открытий легко доступны нам, так как лежат в сфере макроскопических, химических и атмосферных явлений. Так, например, закон роста энтропии был сформулирован еще в XIX в. Другое дело, что на фоне установки, исключающей время из научного описания, он рассматривался лишь как закон роста беспорядка, а установка эта являет нам очевидный пример идеологичности научных суждений. Впрочем, сегодня мы можем согласиться: наука и есть в некотором смысле идеология — она ведь также укоренена в культуре. И нет поэтому ничего удивительного в том, что новые вопросы, вливающие в науку свежие силы, часто исходят из традиций вопрошания, коренящихся в совсем иных культурах. А тот факт, что сегодня самые разные культурные образования принимают участие в развитии научной культуры, является для нас источником новых надежд. Мы верим — будут сформулированы иные вопросы, ведущие к новым направлениям научной деятельности.

                                                Порядок и беспорядок

    Сегодня мы знаем, что увеличение энтропии отнюдь не сводится к увеличению беспорядка, ибо порядок и беспорядок возникают и существуют одновременно. Например, если в две соединенные емкости поместить два газа, допустим, водород и азот, а затем подогреть одну емкость и охладить другую, то в результате, из-за разницы температур, в одной емкости будет больше водорода, а в другой азота. В данном случае мы имеем дело с диссипативным процессом, который, с одной стороны, творит беспорядок и одновременно, с другой, потоком тепла создает порядок: водород в одной емкости, азот — в другой. Порядок и беспорядок, таким образом, оказываются тесно связанными — один включает в себя другой. И эту констатацию мы можем оценить как главное изменение, которое происходит в нашем восприятии универсума сегодня.

    Долгое время наше видение мира оставалось неполным. Как неполным будет, скажем, вид, открывающийся из окна самолета при подлете к Венеции: пока в поле нашего зрения находятся величественные здания и площади, нас не оставляет образ совершенной, упорядоченной, грандиозной структуры. По прибытии в город мы обнаруживаем и не слишком чистую воду, и назойливую мошкару, но именно таким путем перед нами предстают обе стороны объекта. Что касается современного видения мира, то интересно отметить, что космология теперь все мироздание рассматривает как в значительной мере беспорядочную — а я бы сказал, как существенно беспорядочную —
49

среду, в которой выкристаллизовывается порядок. Новейшие же исследования показали, что на каждый миллиард тепловых фотонов, пребывающих в беспорядке, приходится по крайней мере одна элементарная частица, способная стимулировать в данном множестве фотонов переход к упорядоченной структуре. Так, порядок и беспорядок сосуществуют как два аспекта одного целого и дают нам различное видение мира.

    Наше восприятие природы становится дуалистическим, и стержневым моментом в таком восприятии становится представление о неравновесности. Причем неравновесности, ведущей не только к порядку и беспорядку, но открывающей также возможность для возникновения уникальных событий, ибо спектр возможных способов существования объектов в этом случае значительно расширяется (в сравнении с образом равновесного мира). В ситуации далекой от равновесия дифференциальные уравнения, моделирующие тот или иной природный процесс, становятся нелинейными, а нелинейное уравнение обычно имеет более, чем один тип решений. Поэтому в любой момент времени может возникнуть новый тип решения, не сводимый к предыдущему, а в точках смены типов решений — в точках бифуркации — может происходить смена пространственно-временной организации объекта.

    Примером подобного возникновения новой пространственно-временной структуры могут служить так называемые химические часы — химический процесс, в ходе которого раствор периодически меняет свою окраску с голубой на красную. Кажется, будто молекулы, находящиеся в разных областях раствора, могут каким-то образом общаться друг с другом. Во всяком случае, очевидно, что вдали от равновесия когерентность поведения молекул в огромной степени возрастает. В равновесии молекула "видит" только своих непосредственных соседей и "общается" только с ними. Вдали- же от равновесия каждая часть системы "видит" всю систему целиком. Можно сказать, что в равновесии материи слепа, а вне равновесия прозревает. Следовательно, лишь в неравновесной системе могут иметь место уникальные события и флюктуации, способствующие этим событиям, а также происходит расширение масштабов системы, повышение ее чувствительности к внешнему миру и, наконец, возникает историческая перспектива, т.е. возможность появления других, быть может более совершенных, форм организации. И, помимо всего этого, возникает новая категория феноменов, именуемых аттракторами.

    Вернемся к нашему примеру с маятником. Если сдвинуть груз маятника недалеко от его самого нижнего положения, то в конце концов он вернется в исходную точку — это точечный аттрактор. Химические часы являются периодическим аттрактором. В дальнейшем были открыты гораздо более сложные аттракторы (странные аттракторы), соответствующие множеству точек. В странном аттракторе система движется от одной точки к другой детерминированным образом, но траектория движения в конце концов настолько запутывается, что предсказать движение системы в целом невозможно — это смесь стабильности и нестабильности. И, что особенно удивительно, окружающая нас среда, климат, экология и, между прочим, наша нервная система могут быть поняты только в свете описанных представлений, учитывающих как стабильность, так и нестабильность. Это обстоятельство вызывает повышенный интерес многих физиков, химиков, метеорологов, специалистов в области экологии. Указанные объекты детерминированы странными аттракторами и, следовательно, своеобразной смесью стабильности и нестабильности, что крайне затрудняет предсказание их будущего поведения.
50

                                          Новое отношение к миру

    Не нами выбран мир, который нам приходится изучать; мы родились в этом мире и нам следует воспринимать его таким, каким он существует, приспосабливая к нему, насколько возможно, наши априорные представления. Да, мир нестабилен. Но это не означает, что он не поддается научному изучению. Признание нестабильности — не капитуляция, напротив — приглашение к новым экспериментальным и теоретическим исследованиям, принимающим в расчет специфический характер этого мира. Следует лишь распроститься с представлением, будто этот мир — наш безропотный слуга. Мы должны с уважением относиться к нему. Мы должны признать, что не можем полностью контролировать окружающий нас мир нестабильных феноменов, как не можем полностью контролировать социальные процессы (хотя экстраполяция классической физики на общество долгое время заставляла нас поверить в это).

  Открытие неравновесных структур, как известно, сопровождалось революцией в изучении траекторий. Оказалось, что траектории многих систем нестабильны, а это значит, что мы можем делать достоверные предсказания лишь на коротких временных интервалах. Краткость же этих интервалов (называемых также темпоральным горизонтом или экспонентой Ляпунова) означает, что по прошествии .определенного периода времени траектория неизбежно ускользает от нас, т.е. мы лишаемся информации о ней. Это, кстати, служит еще одним напоминанием, что наше знание — всего лишь небольшое оконце в универсум и что из-за нестабильности мира нам следует отказаться даже от мечты об исчерпывающем знании. Заглядывая в оконце, мы можем, конечно, экстраполировать имеющиеся знания за границы нашего видения и строить догадки по поводу того, каким мог бы быть механизм, управляющий динамикой универсума. Однако нам не следует забывать, что, хотя мы в принципе и можем знать начальные условия в бесконечном числе точек, будущее, тем не менее, остается принципиально непредсказуемым.

    И еще, заметим, новое отношение к миру предполагает сближение деятельности ученого и литератора. Литературное произведение, как правило, начинается с описания исходной ситуации с помощью конечного числа слов, причем в этой своей части повествование еще открыто для многочисленных различных линий развития сюжета. Эта особенность литературного произведения как раз и придает чтению занимательность — всегда интересно, какой из возможных вариантов развития исходной ситуации будет реализован. Так же и в музыке — в фугах Баха, например, заданная тема всегда допускает великое множество продолжений, из которых гениальный композитор выбирал на его .взгляд необходимое. Такой универсум художественного творчества весьма отличен от классического образа мира, но он легко соотносим с современной физикой и космологией. Вырисовываются контуры новой рациональности, к которой ведет идея нестабильности. Эта идея кладет конец претензиям на абсолютный контроль над какой-либо сферой реальности, кладет конец любым возможным мечтаниям об абсолютно контролируемом обществе. Реальность вообще не контролируема в смысле, который был провозглашен прежней наукой.
51
                                                Повествование в науке

    Современная наука в целом становится все более нарративной. Прежде существовала четкая дихотомия: социальные, по-преимуществу нарративные науки — с одной стороны, и собственно наука, ориентированная на поиск законов природы, — с другой. Сегодня эта дихотомия разрушается.

    В прежней идеологии науки уникальные события —будь то зарождение жизни или зарождение мироздания — представлялись почти антинаучно. Это можно проиллюстрировать известным рассказом Айзека Азимова. Высокоразвитая цивилизация спрашивает компьютер о том, как опровергнуть второе начало термодинамики. Компьютер ссылается на недостаток исходных данных и начинает расчеты, которые длятся миллионы и миллионы лет, пока не исчезает все, кроме гигантского считающего компьютера, извлекающего данные непосредственно из пространства-времени. Наконец, компьютер уясняет, как опровергнуть второе начало. В тот же момент рождается новый мир. Сегодня, однако, мы лучше понимаем, каким образом элемент повествования (или элемент события) входит в наше видение природы.

    Согласно известной формуле Фрейда, история науки есть история прогрессирующего отчуждения — открытия Галилея продемонстрировали, что человек не является центром планетарной системы, Дарвин показал, что человек — всего лишь одна из многочисленных биологических особей, населяющих землю, а сам Фрейд обнаружил, что даже наше собственное сознание является лишь частью объемлющего его бессознательного. Аналогичную идею о том, что история науки представляет собой не что иное, как отчуждение, мы обнаруживаем также в одной из работ Жака Моно 5. Однако обсуждаемые в данной статье представления о реальности предполагают обратное: в мире, основанном на нестабильности и созидательности, человечество опять оказывается в самом центре законов мироздания.

  Такое понимание мироздания становится важным фактором, способствующим окончанию эпохи культурной раздробленности цивилизации. Например, в Китае была развита впечатляющая наука, никогда, однако, не касавшаяся вопроса о том, как падает камень, — идея законов природы в том юридически-правовом смысле, в каком мы их понимаем, была чужда китайской цивилизации. Для китайца Вселенная представляла собой когерентное образование, где все события взаимосвязаны. Я надеюсь, что наука будущего, сохраняя аналитическую точность ее западного варианта, будет заботиться и о глобальном, целостном взгляде на мир. Тем самым перед ней откроются перспективы выхода за пределы, поставленные классической культурой Запада.

                                                Риск и ответственность

    В детерминистическом мире риск отсутствует, ибо риск есть лишь там, где универсум открывается как нечто многовариантное, подобное сфере человеческого бытия. Я не имею возможности детально обсуждать здесь эту проблему, но представляется очевидным, что именно такое, многовариантное видение мира, положенное в основание науки, с необходимостью раскрывает перед человечеством возможность выбора — выбора, означающего, между прочим, и определенную этическую ответственность. Когда-то Валери совершенно правильно, на мой взгляд, отметил, что "время — это конструкция".
Действительно, время не является чем-то готовым, предстающим в завершенных формах перед гипотетическим сверхчеловеческим разумом. Нет! Время — это нечто такое, что конструируется в каждый данный момент. И человечество может принять участие в процессе этого конструирования.

В лабораториях матери-природы происходят престранные эксперименты: близнецы поглощают один другого прямо в утробе, мать не является матерью собственным детям, а родные братья и сестры сливаются в единый организм, чтобы выжить. Генетики догоняют природу уже сто лет, но превзойти и по сей день не смогли. Итак, перед нами химеризм.

Жительницу США Лидию Фэйрчайлд ожидал неприятный сюрприз, когда после развода она обратилась за социальным пособием. Ее мужу пришлось подтверждать отцовство анализом ДНК — и последний показал, что как раз Лидия не является матерью двоих общих детей (а заодно и третьего, которым она в это время была беременна). Сначала возникло предположение, что причина — пе­ресадка тканей или переливание крови, однако ни женщина, ни дети не подвергались.

Штат подал иск о мошенничестве. Положение спас адвокат миссис Фэйрчайлд — он предоставил суду статью из «Медицинского журнала Новой Англии»:

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра- близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой — существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

В прецеденте с миссис Фэйрчайлд все оказалось еще сложнее — ДНК детей Лидии доказывало лишь родство с их бабушкой, матерью миссис Фэйрчайлд. Разобраться удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на голове и лобке женщины содержали разный генетический материал. Миссис Фэйрчайлд вышла сухой из воды, а ее истории в 2006 году посвятили передачу «Мой близнец во мне».

Официально зафиксировано около сорока случаев химеризма, фактически же их гораздо больше. С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экстракорпорального оплодотворения или искусственной инсеминации: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% — мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры.

И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.

Лапы, крылья и хвосты

Термин «химера» взят из греческой мифологии — это «составное» чудовище с телом козы, головой льва, змеиным хвостом и т. д. Порождено оно уродливыми монстрами — полуженщиной-полузмеей Ехидной и великаном Тифоном, убито же, по одной из версий, героем Беллерофонтом. В биологии химера, как уже говорилось, — существо с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме. Первым термин ввел в 1907 году немецкий ботаник Ганс Винклер, назвав химе­рами растения, полученные в результате прививки паслена на черенок томата. Объяснил природу явления другой ботаник — Эрвин Баур. А первое «сложносочиненное» животное было сконструировано в 1984 году — искусственная «мозаика» овцы и козы, детеныш четырех родителей, часть клеток которого содержала овечий геном, а часть — козий.

Химеризм у растений — результат природных мутаций или прививок, когда ветка растения одного вида подсаживается к стволу другого. Эксперименты Лютера Бёрбанка со знаменитым Russet Burbank, сортом картофеля, который сейчас составляет до 50% урожая картофеля в Соединенных Штатах Америки, бескосточковыми сливами и айвой с запахом ананаса в большинстве своем были созданием Франкенштейнов в мире растений.

Тем же занимался знаменитый Мичурин, который со всей обстоятельностью изучал, как влияет подвой (молодое растение, на которое подсаживают чужой черенок) на урожайность, жизнеспособность и другие свойства привоя. Реакция «трансплантат против хозяина», из-за которой столь опасны пересадки органов у людей и животных, растениям, в общем, несвойственна. Единственная сложность — зеленые химеры, как правило, не передают свои качества по наследству, размножать их приходится вегетативным путем.

Химеризм у млекопитающих может быть следствием нескольких процессов, как естественных, так и искусственных. Первый — так называемый тетрагаметический химеризм, когда воедино сливаются две яйцеклетки, каждая из которых оплодотворена своим сперматозоидом, или два эмбриона на ранних стадиях развития, вследствие чего разные органы или клетки такого организма содержат разный хромосомный набор. Истории с «поглощенным близнецом» — типичный пример такого химеризма.

Второй — микрохимеризм. Клетки младенца могут проникать в кровеносную систему матери и прижи­ваться в ее тканях (фетальный микрохимеризм). Например, иммунные клетки плода могут (во всяком случае на несколько лет) вылечить мать от ревматоидного артрита, помочь восстановить сердечную мышцу после развившейся во время беременности сердечной недостаточности или повысить сопротивляемость материнского организма онкологическим заболеваниям. И наоборот, клетки матери проникают через плацентарный барьер к плоду (материнский микрохимеризм). Не без его помощи формируется система врожденного иммунитета: иммунная система плода «натаскивается» на сопротивление болезням, иммунитет к которым выработался у матери. Оборотная сторона этой медали — то, что ребенок еще в утробе матери может стать жертвой ее собственных заболеваний. В частности, такое аутоиммунное заболевание, как волчанка новорожденных, часто встречается у детей, матери которых болеют системной красной волчанкой.

Третий вариант природного химеризма — «близнецовый», когда из-за сращения кровеносных сосудов гетерозиготные близнецы передают друг другу свои клетки (не с одинаковыми, как у гомозиготных, а с так же, как у родных братьев и сестер, различающимися наборами генов). Так стала химерой упомянутая выше пациентка из Германии.

Следующий вариант химеризма — посттрансплантационный, когда после переливания крови или пере­садки органа в организме человека собственные клетки сосуществуют с клетками донора. Очень редко, но случается, что клетки донора полностью «встраиваются» в организм реципиента — так, несколько лет назад у одной австралийской девочки после пересадки печени навсегда изменилась группа крови.

Последний вариант — трансплантация костного мозга, при которой врачи прилагают все усилия, чтобы сделать из пациента химеру и заставить пересаженные клетки работать вместо хозяйских.

Собственный костный мозг больного убивают облучением и специальными препаратами, вводят на его место донорские кроветворные клетки и ждут. Если анализы выявляют донорский химеризм — все счастливы, процесс идет, а если удастся справиться с отторжением трансплантата, есть шансы на выздоровление. А вот возвращение «родных» клеток означает скорый рецидив болезни.

Лабораторные химеры

История химерных зародышей началась с бычков доктора Рэя Оуэна и цыплят доктора Питера Брайана Медавара, благодаря которым удалось разработать механизм химеризации.

Телята и цыплята Оуэн первым обратил внимание, что у телят-близнецов в организме прекрасно сосуществуют клетки с разнородным генетическим материалом, и причина тому — сращение кровеносных сосудов. А доктор Медавар сперва сращивал выпиленными в скорлупе «окошками» куриные яйца, затем ставил эксперименты по введению культур клеток уток в куриные зародыши, затем начал соединять кровеносные системы зародышей цыплят и, наконец, сформулировал термин «иммунологическая толерантность» — готовность организма принять чужие клетки. Он первым подсадил зародышам мышат одной чистой линии клетки зародышей другой, а затем пересаживал выжившим химерам лоскуты кожи, чтобы продемонстрировать: пересаженные биоматериалы сохраняют свойства родного организма и при этом не отторгаются. Ученые Чикаго и Ливерпуля сконструировали в лабораториях химеры лесных и домашних мышей, введя дополнительный ге­нетический материал в зародыши на стадии бластоцисты.

Мышата оказались вполне жизнеспособными: более активными, чем домашние мыши, но менее активными, чем лесные. В России успешно выращивали куриных химер — белых леггорнов с рыжими хвостами родайлендов.

Игрушечные человечки

Еще один вариант создания химер — введение человеческой ДНК в яйцеклетку животного. Генетиче­ский материал цибридов — клеточных гибридов — практически полностью является человеческим, от животного они получают только митохондриальную ДНК. Правда, попытки довести гибридные эмбрионы до рождения химер на современном уровне науки обречены на провал; к тому же клонирование человека и тем более создание человеко-животных химер законодательно запрещены во всех развитых странах. Да и нет никакого смысла в таких сложных экспериментах. Несколько десятков цибридных эмбрионов, созданных с чисто исследовательскими целями, были уничтожены через несколько дней после начала деления яйцеклетки.

Доктора и гомункулы

Ученым понадобилось около двадцати лет (с момента первой успешной операции доктора Томаса), чтобы научиться подбирать доноров и реципиентов, совместимых по лейкоцитарным антигенам чело­века — белкам, несовпадение которых запускает каскад молекулярных реакций, приводящих к отторжению трансплантата, и бороться с отторжением с помощью препаратов, подавляющих иммунитет. К 1990 году было проведено около 4000 пересадок костного мозга — меньше, чем в наши дни проводится за год. Сейчас пятилетняя выживаемость (фактически — выздоровление) при остром лейкозе составляет 65%. Соответственно, появилась возможность наблюдать за неожиданными эффектами химеризма.

К тому, что после пересадки могут измениться группа крови, резус- фактор и структура волос, уже давно готовы и врачи, и родственники больных — но это отнюдь не все.

То, что пересадка костного мозга может излечить даже СПИД, — случайное открытие, везение немецких медиков. Известно, что около 1% европейцев устойчивы к ВИЧ. Некий 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, прошел трансплантацию костного мозга, чтобы избавиться от одной из своих болезней. И неожиданно для всех (включая врачей) исцелился от обе­их — его донор оказался носителем мутации, обеспечивающей устойчивость к вирусу, и передал ее реципиенту вместе с костным мозгом.

Ноу-хау XXI века — разработки по внутриутробной клеточной терапии. Стволовые клетки крови вводятся плоду, страдающему иммунодефицитом, талассемией, гранулоцитозом — и теоретически ребенок должен родиться здоровым. Практически удалось добиться эффекта лишь у плодов с иммунодефицитом, во всех остальных случаях даже при минимальном химеризме болезнь не отступала. На животных активно проводятся опыты по комплексной терапии: сперва «выключают» иммунитет плода, а затем проводят пересадку. Но до экспериментов на людях пока далеко.

Химеризм во благо

Медицина поставила возможности химеризма себе на службу еще до того, как это явление было изучено во всей полноте. В 1940 году была проведена первая попытка трансплантации больному апластической анемией костного мозга его брата. В 1958 году пересадкой костного мозга в Париже лечили шестерых югославских физиков, пострадавших при аварии на АЭС, пятеро из них выжили. В 1957 году в США доктору Эдуарду Томасу удалось (после тотального облучения тела) добиться приживления трансплантата у двоих детей, больных лейкозом. Дети вскоре погибли, а через 10 лет из 417 проведенных Томасом трансплантаций успешными оказались только три. В 1968 году была осуществлена полностью успешная трансплантация: ребенку с тяжелым иммунодефицитом ввели костный мозг его брата. Больной выздоровел, став химерой — вместо собственных клеток кровь в организме вырабатывали «братские». А Эдуард Томас в 1990 году получил Нобелевскую премию по медицине.