Герои, злодеи, конформисты отечественной НАУКИ - Симон Шноль

В самом деле, незабываемы рассказы Н. В. о науке и искусствах, и незабываемо его пение русских песен. Потряс меня Д. Сухарев-поэт и Д. Сахаров-физиолог. Мало ему было попытаться принизить двух героев российской науки - Н. К. Кольцова и Н. В. Тимофеева-Ресовского. Он попытался сделать это с профессором М. Г. Удельновым. Эту его акцию я комментирую в главе 42. Примечания 1. Timofeeff-Ressovsky N. W., Zimmer К. G. und Delbruck M. Uber die Natur der Gennmutation und der Genstmctur, Nachrichten von der Geselschaft der Wissenschaften zu Gottingen, Neu Folge, Band 1. №13, 1935. 2. Haldane]. В. С A physicist looks at genetics, Nature v. 155. № 3935, P. 375, 31.03.1945. 3. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической эволюции, М.: Наука, 1979. 4. Тимофеев-Ресовский Н. В., Яблоков А. В., Глотов К В. Очерк учения о популяции, Изд. «Наука», М.: 1973, 277 с, илл. 5. Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. К, Яблоков А. В. Краткий очерк теории эволюции. Издание 2-е, Изд. «Наука», М.: 1977, 297 с, илл. 6. Тимофеев-Ресовский Н. В., Иванов Вл. И., Корогодин В. И. Применение принципа попадания в радиобиологии. Атомиздат, М.: 1968, 226 с, илл. 7. Тимофеев-Ресовский К В., Савич А. В., Шальное М. И. Введение в молекулярную радиобиологию. Издательство «Медицина». М.: 1981, 320 с, илл. 8. Тимофеев-Ресовский К В., Воспоминания. АО Издательская группа «Прогресс» Пангея, М.: 1995,382 с, илл. 2-е издание: «Николай Тимофеев-Ресовский. Воспоминания». Предисловие Д. А. Гранина, Составитель Н. И.Дубровина. Коммент. М. А. Реформатской, Вл.И.Иванова, Н.И.Дубровиной. М.: Вагриус, 2008, 400 с, илл. 9. Гранин ДА. Зубр. Изд. «Советский писатель» Ленинградское отделение. Ленинград, 1987, 288 с. Новый мир, 1987. № 1, 2. 10. Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский. Очерки. Воспоминания. Материалы. Отв. ед. Н.Н.Воронцов., Изд. «Наука». М.: 1993, 393 с, илл. 11. Paul Diane В. and Krimbas Costas B. Nikolai V. TimofeefT-Ressovsky. Scientific American, February 1992, p. 86-92. 12. Berg Raissa L In Defense of TimofeefT-Ressovsky, Nikolai Vladimirivich. Quarterly Review of Biology. V.65. №4, pages 457-479, December 1990. 13. Кольцов Н. К. Организация клетки.: Сборник экспериментальных исследований, статей и речей, 1903-1935 гг. М.: Биомедгиз, 1936. 14. Литовский В. В. Уральская ойкумена: эхо научных бурь. Естественно-историческое описание исследований окружающей среды на Урале. Персоналии. Екатеринбург: Издательство Уральского университета. 2002. В этой книге, изданной тиражом всего в 500 экземпляров, содержится уникальный материал о жизни и трудах выдающихся людей, в том числе Н. В. Тимофеева-Ресовского и А. Л. Чижевского. 15. Гончаров В. А. иНехотинВ.В. http://wwwinfo.jinr.ru/drrr/TimofeefT/auto/arest.html. Неизвестное об известном. По материалам архивного следственного дела на Н. В. Тимофеева-Ресовского. В предлагаемой вниманию читателей публикации впервые использованы материалы архивного следственного дела по обвинению известного биолога Николая Владимировича Тимофеева-Ресовского.

Глава 14

Эрвин Симонович Бауэр (1890-1937)

«Теоретическая биология» Эрвин Бауэр останется в истории науки, как автор книги, даже название которой - «Теоретическая Биология» [1] — привлекает внимание своей необычностью (см. [3,8,13]). Книга эта замечательна во многих отношениях. В ней представлена стройная концепция, основанная на постулате особого физического состояния «живого вещества». Постулат этот соответствовал «научному мировоззрению» того времени. Мало кто принимает этот постулат сейчас, когда мы так много узнали о физических свойствах биологически важных молекул — мы знаем, что никаких свойственных лишь биологическим объектам физических свойств нет, т. е., в сущности, нет БИОфизики. Бауэр думал иначе. Но книга его замечательна своей логической конструкцией и четкостью постановки вопросов. Более того, мы постараемся показать, что, неверный в конкретном смысле, его исходный постулат верен в статистически-информационном смысле. Кроме того, книга Бауэра интересна нам и как исторический документ — свидетельство научных взглядов 20-ЗОх годов. Бауэр родился в 1890 и был расстрелян в 1937 г. Я узнал это имя от своего учителя Сергея Евгеньевича Северина. После долгой и очень важной для меня беседы об общих проблемах биологии, о возможности вывести основные биологические закономерности из немногих общих положений, Сергей Евгеньевич долго молчал, характерным движением забрав в кулак изящно подстриженную бороду, а потом, понизив голос (хотя мы были одни в его кабинете), сказал: «Знаете, Вы говорите сейчас, а я слышу другой голос... Это было давно, и его плохо понимали. Пожалуйста, не ссылайтесь на меня, но попробуйте найти книгу Эрвина Бауэра „Теоретическая биология"». Книгу эту я нашел быстро — она была в библиотеке нашего друга А. Нейфаха - выдающегося эмбриолога. Он отдал ее мне легко — слишком умозрительно все это. А на меня эта книга произвела чрезвычайное впечатление. Это было в начале 50-х. Еще не образовалась молекулярная биология. Еще только начинался грандиозный подъем исследований, выдвинувший Биологию на первое место среди других наук нашего времени. Прошло с тех пор более пятидесяти лет. Я, «послушный общему закону», утратил остроту чувств молодости, но мне жалко, что Бауэр не дожил до нашего времени и не успел узнать новую картину биологии. Однако книга его не утратила ценности, и она должна быть известна профессионалам, тем, кому интересны не только быстрые новости конкретных достижений, но и медленные движения общих представлений. ...Становление современных физики и химии в XIX веке привело к самому общему выводу — всякому природному явлению соответствуют особые вещества. Или сильнее — природные явления — проявление (следствие) физических свойств определенных веществ. Значит и Жизнь — проявление физических свойств особого «живого» вещества. Соответственно формулировалась задача - выделить это живое вещество и исследовать его (физические) свойства. Живое вещество было «найдено» довольно быстро - под микроскопом оно выглядело слизистой желеобразной массой. Его находили во всех клетках всех живых существ, оно казалось всюду одинаковым, следовательно, оно и было носителем свойства «жизнь». И как такой универсальный первичный носитель жизни это вещество было названо «протоплазма». Этот чисто философский, вернее натурфилософский термин отвечал общему мировоззрению того времени. Это замечательное, наделенное свойством жизни вещество по своим свойствам - особенно по свертыванию при нагревании - очень походило на давно известные белки птичьих яиц, молока или крови. И, чтобы не путать его с этим «обычным белком», основной компонент протоплазмы стали обозначать термином «протеин», т. е. также чисто философским термином. В немецком языке это различие терминов «протеин» и «белок» (Eiweiss) сохранилось, в английском остался только протеин. Эта семантическая неаккуратность дорого стоила науке — «свойство жизни» стали относить не к философскому понятию протеин, а к химически индивидуальному веществу — белку. Наиболее завершенной главой теоретической физики XIX века является термодинамика. Термодинамический подход, термодинамический анализ природных явлений стал общепринятым. Было поэтому естественно искать в «живом веществе» и в биологических процессах особые термодинамические свойства. Эрвин Бауэр направил свои усилия на исследования термодинамических свойств «живого вещества». Этим веществом он считал молекулы белка в особом «неравновесном» состоянии. При этом Бауэр полагал, что это не просто неравновесное состояние, а самоподдерживающееся неравновесное состояние или, его словами, «устойчиво неравновесное» состояние. И в самом деле - жизнь поддерживается постоянным притоком энергии (пищи, света). Энергия тратится в процессах жизнедеятельности и в них же освобождается энергия пищи для поддержания этого особого состояния живого вещества. С этим трудно спорить. Но Бауэр считал, что на самом деле речь идет об особом поддерживаемом потоком энергии и потому «устойчивом», особом состоянии молекул белка. Он сформулировал это представление в виде Принципа устойчивого неравновесия: Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях. (Теор. Биол. С. 43) Исходя из этого принципа, он, в качестве следствий, выводит все основные свойства биологических систем — метаболизм, деление клеток, размножение, старение. Получается очень стройная картина. Один свойственным живым и только живым принцип — и все остальные свойства и проявления жизни выводятся из него путем дедукции, как его следствия. Бауэр подчеркивает необходимость именно такого подхода. Он говорит, что странным образом обычно возникают непреодолимые трудности при определении понятий «жизнь» и «живое». В учебниках Биологии перечисляют признаки жизни вместо строгого определения этого понятия. При этом в таких перечнях ни один из признаков не является абсолютно специфичным для живого состояния (размножаются и кристаллы, сложные химические реакции катализируются и в неживых системах и т. п.). Биология, по словам Бауэра, единственная наука предмет которой не определен. Бауэр полагал, что устойчиво неравновесное состояние реализуется в особой «напряженной», «деформированной» конфигурации (конформации) молекул белка. Такое состояние этих молекул — их «структурная энергия» — обусловливает их каталитическую (ферментативную) активность (и, следовательно, все процессы метаболизма, явления биологической подвижности, асимметричное распределение ионов в системе клетка внеклеточная среда и, следовательно, раздражимость (возбудимость)). Бауэр писал: «...источником работы, производимой живыми системами, служит, в конечном счете, свободная энергия, свойственная этой молекулярной структуре, этому состоянию молекул» (Т. Б. стр 93) «...это неравновесное состояние, эта деформированная молекулярная структура... поддерживается или постоянно восстанавливается за счет энергии непрерывных процессов выравнивания, протекающих в живой ткани.» (Т. Б. С. 99). Многое в идеях Бауэра плодотворно. В частности, из них следует представление о молекуле белка как о машине, осуществляющей свои функции — преобразование энергии — за счет «целесообразных» движений своих частей. Многое плодотворно и следствия красивы. А само существование в устойчиво неравновесном состоянии молекул белка, т. е. неравновесная конформация полипептидных цепей - не подтвердившаяся гипотеза. Молекулы белка, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений и в клетке находятся в термодинамическом равновесии со средой (см. однако [7]). К сожалению, эти романтические концепции не подтвердились — белки in vivo такие же, как и in vitro. Нет особой физики макромолекул, свойственной только живому состоянию. Особой физики нет, но такой подход, такая постановка вопросов о сущности жизни, о термодинамических особенностях процессов жизнедеятельности и, более того, стремление вывести дедуктивно «из общих принципов» все основные свойства изучаемого объекта — идеал науки. В те годы к такому идеалу активно устремлялись физики, и физика была примером для биологии. Казалось, что возможно, аналогично теоретической физике, создать теоретическую биологию. И Бауэр сделал попытку. Я уже говорил, попытка удалась: стройная концепция - общий принцип и следствия из него - была реализована. При этом замечательно и парадоксально, что логическая конструкция Теоретической биологии Бауэра сохраняется и в случае иной физической интерпретации исходного Принципа Устойчивого Неравновесия. Какой физический смысл может иметь принцип устойчивого неравновесия через 60 лет после появления «Теоретической биологии»? Термодинамический принцип Бауэра, без сомнения, верен в вероятностно-информационном смысле. Вероятностная интерпретация термодинамики Больцмана была наверное широко известна во времена Бауэра. Эта интерпретация оказалась особо плодотворной при создании Теории информации. Можно только пытаться представить себе волнение, которое испытал бы Бауэр при чтении книг и статей Сцилларда, Бриллюена, А. и И. Ягломов, посвященных связи количества информации с вероятностью, энтропией (свободной энергией), упорядоченностью букв в текстах, переходом от беспорядка к порядку. В сущности, в самом общем смысле, единственной собственно биологической теорией, является Теория эволюции. Все свойства живых существ — следствие процесса эволюции. Основа Теоретической биологии - дарвинизм. В «мо- лекулярно-биологической» интерпретации дарвиновская Теоретическая биология - Теория биологической эволюции - выглядит следующим образом: В результате Естественного отбора создаются полимерные молекулы нуклеиновых кислот (а по ним и белков), последовательность мономеров в которых, в ходе эволюции становится все менее хаотичной, все более сложной, все более упорядоченной. Соответствующие наследственные тексты становятся уникальными. На вероятностном термодинамическом языке это означает все большее удаление от равновесия, все большую неравновесность. Это устойчиво неравновесное состояние - обязательное условие жизни. Непрерывная работа по поддержанию — сохранению этой неравновесности, уникальности наследственных текстов - условие благополучия индивидуальной жизни и содержание процесса «стабилизирующего отбора». Возрастание «неравновесности», создание новых уникальных текстов — информационно-термодинамическое содержание дивергентной эволюции. В связи со сказанным и Принцип Бауэра оказывается верным и выглядит следующим образом: Все и только живые системы - т. е. объекты и результаты биологической эволюции — никогда не бывают в равновесии — жизнь невозможна без уникальных для каждого вида наследственных текстов — и исполняют за счет своей свободной энергии - посредством репарации соматических мутаций и иммунологического контроля в онтогенезе и естественного отбора в ряду поколений - постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях. Здесь жирным шрифтом выделен текст Бауэра и обычным шрифтом дано молекулярно-биоло- гическое содержание его утверждений. Содержание книги этим не исчерпывается. Первая ее часть, которая называется «Общая теория живой материи», состоит из введения «Предмет и метод теоретической биологии» и четырех глав: «Принцип устойчивого неравновесия», «Свободная энергия живых систем и принцип работы системных сил», «Противоречие между внешней и внутренней работой в живых системах. Принцип увеличивающейся внешней работы как историческая закономерность» и «Проблема живого белка». Вторая часть — «Теория жизненных явлений» с главами: «Обмен веществ и граница ассимиляции», «Размножение», «Приспособление», «Раздражимость», «Эволюция», где показаны логические следствия исходного принципа. Эти главы замечательны стилем и логикой изложения и демонстрируют плодотворность дедуктивного метода. «Информационно-эволюционная» интерпретация главного принципа делает эти логические построения вполне современными, показывая, как далеко опередил Э. С. Бауэр свое время. И в самом деле, в «Теоретической биологии» предвосхищены многие идеи развитых позже термодинамики необратимых процессов, теории информации, биоэнергетики, физики и физической химии биологически важных макромолекул. Еще до выхода в свет отдельные главы книги Бауэра стали предметом дискуссий. В мае 1935 г. состоялась очень интересная конференция под председательством И. П. Разенкова (сохранилась ее стенограмма [9]), где выступили многие ведущие биологи, биохимики, биофизики. Были и оппоненты, и сторонники. Вообще, под впечатлением идей Бауэра находились многие биологи тех лет. Но понимали его действительно с трудом — венгр по происхождению, он плохо говорил по-русски. Наверное, все это вспомнил С. Е. Северин, называя мне имя Бауэра. После ареста его труды были, по принятым правилам, изъяты из библиотек и уничтожены. Лишь в личных библиотеках сохранилось несколько экземпляров «Теоретической биологии», один из которых мне и достался. После XX съезда КПСС Бауэр был реабилитирован, посмертно. В самом начале 60-х я сделал несколько попыток переиздать «Теоретическую биологию». Несмотря на активную поддержку директора Института биофизики АН СССР академика Глеба Михайловича Франка, они не удались. Не помогло и сделанное нами специально краткое изложение книги на английском языке. Препятствия были невидимы и непреодолимы. Тем не менее, работы Бауэра привлекли внимание философов, в 19бЗ-19б4 гг. о Бауэре и его книге написал работавший с ним в 1930-е годы Б. П.Токин [2]. Но книгу издать все равно не удавалось. Выход, как казалось, был найден благодаря «политической грамотности». Мы с Г. М. Франком через академика Венгерской Академии наук Й. Тидьи обратились в Венгерскую Академию с предложением: совместными усилиями издать книгу выдающегося венгерского и советского ученого в знак дружбы и сотрудничества двух академий. Предложение было принято. Не буду рассказывать, сколько еще было задержек и сколько прошло лет, пока это издание — факсимильное на русском языке и английский конспект — было осуществлено в Венгрии (в 1982 г.). Но в Советский Союз оно так и не поступило! Проявила бдительность компетентная организация «Международная книга» — и «незаконный» тираж, весь (!), остался в Венгрии. «Неугомонный не дремлет враг!» - как сказал совсем по другому поводу Блок. * * * Эрвин Бауэр родился 19 октября 1890 г. в г. Лече, принадлежавшем в то время Венгрии (сейчас это Левоча в Словакии). Отец, Симон Бауэр, был учителем французского и немецкого языков в реальном училище города Сегеда. Мать тоже преподавала иностранные языки, французский и английский, в женской гимназии Сегеда. Отец умер в 47 лет от рака. В семье осталось трое детей: Герберт — 13 лет, Хильда — 9 лет и Эрвин — 6 лет, и матери пришлось очень нелегко. Эрвин окончил медицинский факультет университета в Геттингене в Германии, где изучал, в частности, гистологию и патологическую анатомию, решив заниматься онкологией (по-видимому, на его выбор повлияла смерть отца).