| |
 |
[Аннотация]:
Блестящее представление химии жизненных процессов.
Книга, которую вы держите в руках - выдающееся и крайне ясное описание концепций современной биологии.
Айзек Азимов представляет нам увлекательный рассказ
обо всех последних достижениях на этой удивительной ниве исследований.
В первой части книги речь идет о механизмах, действующих в неживой природе, о значении энергии,
работы, движения, тепла и химических реакций.
Во второй части автор с помощью тех же понятий анализирует и объясняет последние достижения в
области изучении ферментов, аминокислот, белков и тех химических процессов, в которых заключена сама жизнь.
В целом, доктор Азимов представляет нам замечательную историю
событий, движимых извечным стремлением биологов вычленить основу жизни
и научиться управлять ею - что станет, безусловно, самым революционным событием за всю историю жизни на Земле.
Это одновременно и крайне увлекательное и бесконечно информативное повествование.
Айзек Азимов
Энергия и жизнь
Исследование физико-химических основ современной биологии
Айзек Азимов – без сомнения, ведущий американский писатель, открывающий мир науки для непосвященных. Адъюнкт-профессор в области биохимии в Медицинском Колледже Бостонского Университета, он является автором таких образчиков научной журналистики, как «Генетический код», «Вселенная», «Факты и домыслы» и трехтомника «Постичь физику», равно как и множества научно-фантастических произведений, ставших классикой жанра. Айзек Азимов родился в России, в Америку приехал вместе с родителями в возрасте трех лет, и вырос в Бруклине. В 1948 году в Колумбии он получил степень Ph.D. в области химии и поступил на кафедру в Бостонском Университете. Джонатан Леонард, научный редактор «Тайм», назвал этого человека «уникальным феноменом – профессиональным ученым (биохимиком), который блестяще владеет языком».
Энергия и жизнь
Айзек Азимов
Посвящается Ричарду К. Уинслоу и Тимоти Селдесу –
джентльменам
ученым
и бонвиванам
Содержание
Часть 1: Энергия
1. Усилия, которые мы совершаем - 1
2. Плоды огня – 13
3. Измеряемое движение – 26
4. Измеряемое тепло – 39
5. Тепловые потоки – 49
6. Движущиеся частицы – 61
7. Частицы, удерживаемые вместе – 76
8. Тепло и химические реакции – 91
9. Направление реакции – 105
10. Электрический путь – 118
11. Как подтолкнуть реакцию – 132
12. Стимуляция без приложения энергии – 151
Часть 2: Организм
13. И снова о живой и неживой материи – 162
14. С малой скоростью – 175
15. Катализаторы жизни – 189
16. Подробнее о белках – 199
17. Слабое притяжение – 218
18. Как работают ферменты – 237
19. Для чего же они нужны?– 257
20. Жизнь без воздуха – 273
21. Значение фосфатов – 282
22. Передача электронов – 298
23. Жизнь с воздухом – 311
24. Как сходятся все пути – 331
25. Основной и главный источник – 350
Часть I
Энергия
Глава 1
Усилия, которые мы совершаем
Человек всегда прекрасно чувствовал разницу между собой и всеми остальными объектами окружающего мира. Практически в любой культуре человек считает себя венцом творения. Ну, может, быть, не столь значимым, как боги, демоны, ангелы и прочие сверхъестественные существа, но уж точно главнее всего, что можно увидеть собственными глазами и пощупать собственными руками.
Однако пропасть между человеком и всеми остальными существами неоднородна. Одни предметы отличаются от человека больше, другие – меньше. Многие существа, как и человек, являются «живыми», и тем самым находятся гораздо ближе к нам, чем те, кому не посчастливилось обладать этим свойством.
С нашей, безусловно предвзятой, точки зрения, разделение на живое и неживое – самое принципиальное и важное разделение предметов вселенной, которое только можно придумать. А отличить одно от другого, с поверхностной точки зрения (чем проще, тем лучше!), не составляет никакого труда. Камень посреди поля – конечно, неживой. А ящерка, пробежавшая по камню – конечно, живая.
Как же мы их так легко различили? Ну, камень лежит неподвижно, и что бы с ним ни происходило – он никак не отреагирует. А ящерица быстро двигается, и реагирует на все происходящее – на солнце, на голод, на опасность; она прячется в тени, или отправляется на поиски пищи, или ныряет в укрытие.
В общем, ящерицы, а также всякие воробьи и сурки, легко причисляются к классу живых существ, потому что, в отличие от камней, они двигаются и действуют самостоятельно. Но как нам в таком случае провести границу между камнем и устрицей, между песчинкой и крошечным семечком? Уверены ли мы, что первые – неживые, а вторые – живые?
Да, уверены. Устрица, какой бы неподвижной она ни казалась на первый взгляд, может открывать створки своей раковины, втягивать воду, отфильтровывать из нее частички пищи, выбрасывать отходы. А семечку, хотя оно-то уж полностью недвижимо, достаточно лишь предоставить подходящие условия – почву, воду, соответствующую температуру, - и оно тут же примется за дело. Во все стороны из него потянутся ростки и корешки, и вскоре на свет появится растение. По сравнению с песчинкой, семечко тоже проявляет чудеса активности.
Но для того, чтобы не просто терпеливо переносить все изменения в окружающей среде, а реагировать на каждое из них соответствующих образом, требуется совершать усилия. Это «совершение усилий» - достаточно тонкий момент, и я еще вернусь к нему более подробно, но пока давайте воспримем его в самом простом, «бытовом» понимании.
Так, нет никаких сомнений, что бег, лазание, поднятие тяжестей – это все совершение усилий. Мы тратим силы, даже если лежим на диване – ведь мы раздвигаем грудную клетку с каждым вдохом, и прогоняем пять литров крови по кровеносным сосудам с каждым ударом сердца. Наши почки и печень, как и другие органы, постоянно участвуют в деятельности, которая, хотя и не является осознанной, но тоже подразумевает затраты энергии.
Даже самые малоподвижные растения совершают действия, которые необходимо признать усилиями – цветы распускаются, ростки тянутся к свету, а корни – к воде.
Ни один камень, ни один неживой предмет не совершают усилий в том значении, которое мы вкладываем в это слово, говоря о живых существах, даже о простейших. Так что житейский опыт в итоге подталкивает нас к тому, чтобы признать различительным признаком живого и неживого именно способность совершать усилия.
Соответственно, легко признать, что потеря этой способности и есть то, что мы именуем смертью.
Тогда, для того, чтобы понять природу самой жизни, а главное, механизм работы одного особенного живого существа - человеческого организма, мы должны разобраться в том, что же вкладывается в понятие «совершения усилий». Именно этому вопросу и посвящена книга, которую вы держите в руках.
Раз уж мы приняли умение совершать усилия за основное свойство живых существ, то следует задаться вопросом о том, чем же с этой точки зрения человек отличается от всех остальных.
Первое, что приходит в голову – это то, что человек, как самое разумное из всех живых существ, организует свои усилия наиболее обдуманным и предусмотрительным образом. Человек может посадить зерно и бережно ухаживать за ним в течение многих месяцев, хотя никакого видимого эффекта вначале его усилия приносить не будут. Однако в конечном итоге эти усилия снабдят его достаточным количеством еды, чтобы пережить зиму, когда другим животным приходится мигрировать, погружаться в спячку, или переходить на голодный паек.
Эти ценнейшие усилия люди описывают разными словами. «Работа», «труд», «дело», «занятие»… Физики выбрали для описания результата прилагаемых усилий самое общеупотребительное слово - «работа».
Это был не совсем удачный выбор, потому что в естественном языке слово «работа» с психологической точки зрения далеко не нейтрально. Игра в теннис требует гораздо больших затрат усилий, чем раскладывание картотечных карточек в алфавитном порядке, но тем не менее последнее мы называем «работой», а первое – «развлечением», «игрой», «физкультурой», чем угодно, только не «работой». Опять же, человек может долго тужиться, пытаясь поднять тяжелый вес, так и не поднять его в результате, и рассказывать потом, как он «уработался».
В общем, ученым пришлось придумывать термину «работа» строгое математическое определение, которое было бы независимым от субъективной человеческой точки зрения. В частности, по этому математическому определению, как бы ни пыжился и ни потел человек, пытаясь поднять тяжелый груз – если груз не поднят, то никакой работы с ним и не совершено.
Тот факт, что смысл слова «работа» в бытовом и в строго научном значении – разный, многих новичков стабильно сбивает с толку. Лучше было бы все-таки ученым взять для использования какое-нибудь другое слово, или придумать новое. Но – так уж сложилось. Позже я еще объясню подробнее, какое именно определение работы выдвинули физики, но пока нам достаточно будет и интуитивного понимания того, что работа – это результат приложения усилия.
Ученые посчитали нужным отметить отдельно и способности того или иного предмета совершать работу. Для определения этой способности было использовано слово «энергия». Оно происходит от греческого «энергос», что означает «деятельный». По строению своему греческое слово состоит из «эн» - «в, внутри» и «эргон» - «работа», то есть «энергию», таким образом, можно рассматривать, как нечто, «внутри чего содержится работа». У энергии тоже есть точное математическое определение, но пока что нам, опять же, хватит и интуитивного понимания этого термина.
Энергия – это нечто, необходимое живому существу для осуществления усилий; но не только. Неживой предмет усилия совершать не способен, но обладать энергией – может. Нависший на краю скалы камень неспособен совершить усилие для того, чтобы рухнуть вниз, но если его подтолкнет человек (или, скажем, ветер), то он может разрушить стоящий у подножия скалы дом. Это уже работа, а раз камень совершил работу, значит, он обладал энергией.
<<... предыдущая стр. :: следующая стр...>>
1 :: 2 :: 3 :: 4 :: 5 :: 6 :: 7 :: 8 :: 9 :: 10 :: 11 :: 12 :: 13 :: 14 :: 15 :: 16 :: 17 :: 18 :: 19 :: 20 :: 21 :: 22 :: 23 :: 24 :: 25 :: 26 :: 27 :: 28 :: 29 :: 30 :: 31 :: 32 :: 33 :: 34 :: 35 :: 36 :: 37 :: 38 :: 39 :: 40 :: 41 :: 42 :: 43 :: 44 :: 45 :: 46 :: 47 :: 48 :: 49 :: 50 :: 51 :: 52 :: 53 :: 54 :: 55 :: 56 :: 57 :: 58 :: 59 :: 60 :: 61 :: 62 :: 63 :: 64 :: 65 :: 66 :: 67 :: 68 :: 69 :: 70 :: 71 :: 72 :: 73 :: 74 :: 75 :: 76 :: 77 :: 78 :: 79 :: 80 :: 81 :: 82 :: 83 :: 84 :: 85 :: 86 :: 87 :: 88 :: 89 :: 90 :: 91 :: 92 :: 93 :: 94 :: 95 :: 96 :: 97 :: 98 :: 99 :: 100 :: 101 :: 102 :: 103 :: 104 :: 105 :: 106 :: 107 :: 108
| |
| |
|
|
|
