Новая жизнь старых вещей. Вольфганг Хекль

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ атомов существуют энергетически выгодные позиции, и «ставит» их именно на эти позиции.

      Минимизация энергии – это высший естественный принцип: так, если я брошу апельсины в ящик и потрясу его, то фрукты плотно улягутся на свои места. Это мы наблюдаем на овощном рынке. Оптимальный способ упаковки достигается тем, что после тряски энергетически неблагоприятные позиции смещаются, и плоды занимают упорядоченное положение. Аналогично в растворе из-за теплового движения частиц «трясет» и растущий кристалл, который, однако, «запоминает» выгодные позиции. Кристаллы возникли на Земле около 3,8 миллиарда лет назад, став первой упорядоченной структурой планеты и первым шагом к развитию жизни. Таким образом, атомное конструирование – физический принцип, а кристаллы – «шаблон», на поверхности которого зародилась жизнь.

      Будучи студентом инженерного факультета, я проходил практику в компании Siemens, где выращивал кристаллы кремния. Передо мной стояла задача физическим методом запустить природные процессы, чтобы удалить весь «мусор» – ненужные, неправильные атомы, еще присутствующие в кристаллах. Смысл такого процесса, называемого очисткой методом зонной плавки, заключался в том, чтобы исправлять ошибки при выращивании и в результате получать чистые кристаллы кремния. Полупроводниковая электроника, элементы солнечной батареи, кристаллы транзистора и другая техника – все работает только потому, что в процессе производства удаляют «грязные» атомы, а затем добавляют посторонние, но нужные.

      Принцип энергетической минимизации и самоорганизации применяется и для подгонки определенных свойств материалов. Вспомним легирование[6] полупроводниковых кристаллов, сделавшее возможным создание всей полупроводниковой электроники.

      Важно, что природа делает ошибки, которые, однако, сама частично исправляет.

      Поскольку всякая неживая материя использует принцип «ремонта» дефекта, такое развитие свойственно всем веществам на нашей планете. Без функции самовосстановления не смогла бы образоваться Земля, а в отсутствие принципа минимизации энергии, самоорганизации и восстановления после ледникового периода не возникло бы человечество.

      Возникновение жизни

      Как и у неорганических молекул горного хрусталя, молекулы в живых системах тоже связаны друг с другом. В так называемом первичном бульоне самоорганизуются исходные молекулы, такие как аминокислоты и молекулы ДНК.

      Таким образом и был создан простой генетический код и первые полипептиды, затем отделившиеся и образовавшие трехмерные системы из кодов ДНК и белков.

      Но все-таки как именно возникла жизнь?

      Этим вопросом задавался Гёте. Его волновало, как из мертвого материала возникает живой: почему, к примеру, из разлагающейся материи через некоторое время выползают СКАЧАТЬ