«Зеленая тетрадь»

В прошлый раз я постарался рассказать, как мы вошли в очень интересный круг людей, в основном физиков, отчасти физикохимиков, создававших тогда новую физическую картину мира и новую теоретическую физику. Тогда как раз, с конца 20-х годов, развивалась, в основном в боровском круге в Копенгагене, квантовая теория и объединение квантовой теории с теорией относительности, с общим принципом относительности. В 30-е годы стала интенсивно развиваться совершенно новая атомная, а потом ядерная физика экспериментально: были открыты, получили широкое распространение нейтроны, стали появляться новые и новые элементарные частицы. Одним словом, началась чрезвычайно оживленная эпоха в развитии физики.

Часто считают сейчас послевоенное время замечательным в развитии физики. Я с этим не очень согласен. Сейчас, собственно, развитие физического прикладничества. Сейчас переводятся на практику, так сказать, различные достижения физики конца 20-х и 30-х годов, вплоть до начала 40-х. Тогда было, действительно, занимательное, интереснейшее время. Сейчас все это переводится в машинерию.

Целую эру мы пережили атомной физики. Что хорошего от нее осталось — пока еще рано говорить, потому что, ну, несколько там этих атомных электростанций да атомная станция по опреснению морской воды — это все пустячки, в конце концов. А ужасных вещей очень много, конечно: атомные бомбы, ядерные бомбы, водородные бомбы, которые частью экспериментально взрывались и испоганили довольно изрядно биосферу Земли. Теперь не взрываются больше, во всяком случае так видимо и ощутимо.

Потом началась космическая, или «косметическая», эра, в которой мы и сейчас пребываем. Тут научно еще меньше нового и неожиданного происходит пока. А к чему она приведет интересному — пока тоже трудно знать. Пожалуй, самое интересное, что, так сказать, вот эта «косметика» принесла с собой,— это американские и наши длительные, но довольно скучные эксперименты на этих орбитальных станциях, где сидели, значит, какие-то ожидающие повышения своих земных благ джентльмены до двух месяцев и больше и занимались разведением вошек и блошек. Ничего сверхъестественно интересного при этом обнаружено не было. К сожалению, и у американцев, и у наших почти не проводилось планомерных экспериментов, а, в общем, так, что придется делали, главным образом. И это опять-таки нельзя сравнивать с действительно великими научными делами, которые происходили в 20-30-е годы нашего века. Так что мне и моей группе, группе друзей, сотрудников, учеников, очень посчастливилось, что нам с конца 20-х и особенно в 30-е годы удалось, так сказать, попасть в науке как раз в самый интересный пока, пожалуй, в XX веке период развития естествознания.

Я очень надеюсь, что, во-первых, на философии так называемой и, во-вторых, на целом ряде гуманитарных дисциплин вот этот новый расцвет естествознания XX века еще отзовется плодотворно. Несомненно, ряду гуманитарных дисциплин придется перестраиваться на новый манер для того, чтобы не оказаться совсем никому не нужными. Но я думаю, что это произойдет не так быстро, как происходили новые перестройки физической картины мира в естествознании. А более постепенно, по мере того, как целый ряд общеметодологических, а отчасти и философских принципов из современного естествознания, не физики, не биологии, а всего естествознания в целом, будут помаленьку сперва популяризироваться в достаточной мере, чтоб быть удобоваримыми и понятными неестественникам, нематематикам, а затем помаленьку проникать в круги вне пределов естествознания и математики. Тогда, возможно, начнется такой новый интенсивный, интересный период в развитии гуманитарных научных дисциплин у нас на Земле. Возможно. Но это все в будущем. Бог его знает. Пророчить никогда не следует, потому что можно попасть пальцем в небо, что чаще всего и происходит.

Сейчас, пожалуй, я перейду уже к собственным делам. Одно из трех направлений, по которым развивалась работа в моем отделе в Бухе — это, как я уже говорил, количественное изучение мутационного процесса. А в связи с изучением мутационного процесса попытка создать себе хотя бы самые общие представления о природе генов. Если что-то толковое разузнать о том, как что-то нам неизвестное меняется, то тем самым уже кое-что узнаем об этом неизвестном. Значит, обнаружив кое-какие закономерности в мутационном процессе, можно было высказать уже ряд положений о природе самих генов, изменениями которых являются мутации. Вот та основная идея, которая лежала в основе совместных рассуждений, рассуждений генетиков, биологов, настоящих биохимиков и, главное, физиков-теоретиков.

Я упоминал уже о том, что в моем отделе в Бухе это направление родилось не в виде пузыря на болоте, а явилось логическим развитием одного из направлений, созданных еще в начале века Николаем Константиновичем Кольцовым, моим учителем. Я говорил, что он постарался на основании своих экспериментальных цитологических исследований по изучению влияния определенных физико-химических условий на форму, структуру и движение клеток, а также на основании общих рассуждений о наследственных элементарных факторах, о генах, постарался создать для себя своего рода теоретическую модель того, что представляют собой с физико-химической точки зрения хромосомы и гены, которые расположены линейно, как в то время уже было известно, в этих самых хромосомах.

Мы исходили из кольцовских представлений о том, что все-таки хромосомы должны быть, по определению, чрезвычайно константными, стойкими образованиями, определяющими всю жизнь и особенности клеток и любых совокупностей клеток, то есть тогда уже было ясно, что хромосомы являются основой того, что мы сейчас называем кодом наследственной информации. Кольцов представлял себе поэтому хромосомы в качестве структурных физико-химических образований, гигантских мицелл, вероятнее всего, гигантских молекул каких-то, более или менее автономными частями, структурными подразделениями которых являются гены, линейно расположенные в этих длинных гигантских хромосомах.

Занявшись получением мутаций экспериментально, путем облучения мух дрозофил рентгеновскими лучами, гамма-лучами и другими различными ионизирующими излучениями, мы — я в сотрудничестве с физиками, как теоретиками типа Макса Дельбрюка, так и экспериментальными радиационными физиками вроде моего сотрудника Циммера, и рядом молодых людей, принимавших участие в этой общей, очень большой по размаху и количеству обрабатываемого материала работе,— мы попытались проделать следующее. Варьируя условия облучения, получить такие результаты, из сравнения коих можно было бы умозаключить, какие, в самой общей форме, процессы лежат в основе возникновения мутаций, а значит, что такое мутации. Из физики точно известно, что ионизирующие излучения могут, чего не могут делать, и ежели варьировать их параметры, дозы, жесткость, то что должно воспоследовать из действия этих ионизирующих излучений. Поэтому в течение ряда лет, пока других путей и возможностей не было, мы сконцентрировали свою работу в этом направлении.

Была проделана большая работа. Как раз в те годы, лет так, вероятно, за десять, пятнадцать, я изучил, в общем, пару миллионов мух и набрал довольно большой материал по прямым и обратным мутациям. Одним из важных, что ли, критериев структуры гена, в самой общей форме, то есть мультимолекулярна ли она или мономолекулярна, является возможность одним и тем же способом, скажем, одним и тем же рентгеновским облучением вызывать мутацию какого-либо гена и его обратную мутацию — из этого мутантного состояния обратно в исходное. Это вещь очень простая. Мы с Мёллером когда-то в каком-то докладе выразились так... кто выдумал, черт его знает, Мёллер или я... Вероятнее, что Мёллер, я был все-таки его моложе и иногда стеснялся так трепануть что-нибудь, а он уже не стеснялся... Так вот, картинно это обозначено таким образом: если бы мутация была просто количественным повреждением гена, ну, кусок гена отбит, то, конечно, нельзя было бы одним и тем же рентгеновским облучением вызвать и прямые и обратные мутации. Так же, как нельзя кулаком разбить окно и чтобы таким же ударом кулака оно опять вскочило на место.

Из сравнения действий разных доз одинаковых лучей и одной и той же дозы разных по жесткости ионизирующих излучений можно опять-таки выяснить довольно точно, является ли тот эффект, который мы наблюдаем, мономолекулярным или мультимолекулярным изменением. Картина получалась, опять-таки, в пользу мономолекулярных изменений. Поэтому к середине 30-х годов мы пришли к некой гипотезе, что мутации, вызываемые облучением, представляют собой, в основном, относительно простые мономолекулярные реакции. А из этого логически следует, что гены сами должны быть своего рода, ежели хотите, простыми физико-химическими единицами.

При этом они, конечно, могут быть очень сложными. Простота и сложность — понятия такие довольно неопределенные. «Простые» я в данном случае говорю в том смысле, что они не состоят из комбинаций разных молекул, образующих какое-то вещество сложное: смазь какую-то, деготь, или сливочное масло, или еще что-нибудь. А являются физико-химическими структурными единицами, по-видимому, гигантскими молекулами, или мицеллами, или частями, более или менее автономными, какой-то очень крупной мицеллы, образующей целую хромосому, которую видно в микроскопы. Вот. В общем, складывалась довольно простая картина — простая в том смысле, что она легко поддавалась дальнейшему изучению.

Первая коротенькая сводочка была мною напечатана в 29 году, вторая, значительно более толстая, в 31 году, еще более толстая в 34 году в «Кембриджских философических бюллетенях». А в 35 году мы втроем — я, Циммер и Дельбрюк — в так называемых «Гёттингенских похоронах по первому разряду»... в Гётгингене была знаменитая (и есть до сих пор) Гёттингенская академия естествоиспыта-тельная, которая называется не Akademie, a Gottingen Gesellschaft die Wissenschaft, или иногда, когда им скучно делается, они меняют название на Gesellschaft die Wissenschaft zum Gottingen. Оно издает, это Gesellschaft, такие зеленые тетрадочки, в которых печатаются более или менее длинные, подробные доклады, которые делались в этом самом обществе. Вот мы, все втроем, были приглашены президиумом этого общества сделать доклад, и напечатана была такая зеленая книжечка[1]. Она до сих пор носит название классической из уважения к нашей точке зрения на механизм мутаций.

Уже потом, после конца войны, было ясно показано, что хромосомы, а следовательно, и сидящие в них гены являются нуклеопротеидами. И тогда целая армия биохимиков, среди которых были и настоящие биохимики, но очень много просто органиков-аналитиков, и некоторое количество физиков бросились на анализ и вьяснение структуры тех нуклеопротеидных образований, которые образуют основу хромосом, а, следовательно, и ген.

Довольно быстро развивалось дело. Причем главная мыслительная работа была проделана в Англии физиком Криком[2], а главная, так сказать, химическая работа была проделана в Америке. В Америке ведь скопился к концу 40-х годов и в 50-е годы весь цвет европейской науки: подрапали, кто мог, еще во время войны, многие после войны. Поэтому начала процветать американская наука, процветает якобы и до сих пор. Ну, собственно, процветают сейчас-то уже остатки большой европейской науки.

Во второй половине 30-х годов переселился в Америку и мой друг и сотрудник Макс Дельбрюк, по происхождению, я вам уже говорил, теоретический физик, а мною был переманен в биологию. Целый ряд американских цитологов и европейских цитологов и биохимиков, обосновавшихся в Америке, попали под его теоретическое влияние, и образовалась такая международная группа. В основе ее в 50-е годы стали три человека — англичанин Крик, американец Уотсон[3] и русский физик Гамов[4] — сокращенно мы называли их «крик и гам». Потом группа эта росла, росла, начались, значит, действительно замечательные анализы химиков, анализы реальные, анализы структур макромолекул. Сейчас идет с помощью Нобелевских премий эта великолепная, в сущности, органическая аналитика, анализ структур гигантских белковых молекул и нуклеиновых кислот.

Есть все основания полагать, что в предвидимом будущем действительно с достаточной точностью будет выяснена физико-химическая структура кода наследственной информации. Сейчас, конечно, до этого еще далеко. И только аспиранты полагают, что вот уже совершенно построена молекулярная генетика. Молекулярной генетики, в сущности, еще нет. Мои же непосредственные научные, и в особенности экспериментальные, отношения с этой частью генетики, с изучением мутационного процесса, общих принципов структуры генов и хромосом, мои отношения с этим направлением, так сказать, закончены. Я лично с 40-х годов больше этим не занимаюсь. Правда, меня многие, особенно там вот, за рубежом, считают чем-то вроде деда этого направления. Потому что новая, послевоенная редакция его была запущена Дельбрюком, а Дельбрюку соответствующую вещь я заправил в мозги в 30-е годы. Вот с этого, в сущности, пошло все, с этой самой нашей классической так называемой «зеленой тетрадочки» Гётгингенского общества наук. Ну и пусть, значит, дальше развивается на доброе здоровье.