Daragan_Vladimir_Puteshestviya_vo_vremya_pandemii_Litmir_club_886424_original_5fc10

ПОСТСКРИПТУМ: К сожалению, все сочетания красивых слов, написанных выше, — неправильные. Правильные — про азот, растворители и прибор, куда пускают после семи вечера. А ведь так хочется писать красиво! Без всяких приборов и журналов на непонятных языках.

— Вот, совсем другое дело! Тут все непонятно, кроме начала, которое тоже непонятно. Но какая экспрессия, сколько полета мысли на фоне паров жидкого азота! А о парах воды у тебя есть истории?

— Есть серия эссе о воде. Немного научные, но местами драматичные. Вода — это одна из загадок, которые нас окружают и которые нам надо разгадать.

 Вода  

 

— Я расскажу малосвязанные истории о воде. Не знаю, как их правильно назвать: околонаучные эссе или просто стёб после трудового дня. Впрочем, это неважно.

Вода и компьютер

Когда я работал в университете Миннесоты, то постоянно сталкивался с загадками воды. Вода в биологических системах — это сложнейшая проблема. Мы искали лекарство, которое должно было заткнуть дырку в одном вредоносном белке, способствующем росту раковых опухолей. Самый дешевый способ поиска такого лекарства — это компьютерное моделирование. В университете стоят мощнейшие компьютеры, и доступ к ним до предела прост. Выходишь на связь хоть из кафе, заводишь пароль, и десятки тысяч сверхбыстрых процессоров в твоем распоряжении. Мы знаем, как устроен наш коварный белок, и можем задать координаты любого атома этого белка. Мы знаем, как атомы взаимодействуют, и это тоже заводится в программу. Потом мы немножко подталкиваем нашу виртуальную молекулу, и она начинает свою виртуальную жизнь на экране. Молекула быстро принимает определенную форму, начинает дышать, вращаться. Очень красивая картинка! И поганая дырка видна очень хорошо. Потом мы добавляем виртуальную молекулу лекарства, и она виртуально закрывает дырку. Крррасота! Проблема решена, и можно идти за Нобелевской премией.

А вот уж нет! А про воду-то забыли! А что нам, великим физикам! Быстро строим виртуальный стакан, добавляем кучу виртуальных молекул воды — и вперед. И видим, что белок начинает резко менять свою форму. Вода проникает внутрь молекулы белка, заполняет нашу треклятую дырку, и вообще, виртуальная жизнь происходит совсем по-другому.

Ну и ладно. На клавиши давить — не дрова рубить! Берем молекулу другого лекарства и видим, что воду из нашей дырки она выдавливает и прочно ее затыкает. Ну, теперь все! Где там адрес Нобелевского комитета?

Ах, да! Надо бы экспериментально проверить. Берем пипетки, делаем растворы и несем на спектрометры ядерного магнитного резонанса. Огромные! Высота магнитов такая, что голову задерешь, и шапка свалится. Потыкаешь в клавиши другого компьютера, что при спектрометре, посмотришь на экран и видишь, что как была наша дырка пустая, так и осталась.

Вот дела! А моделирование такое красивое было. А в чем дело?

А дело в том, что мало еще про воду известно! Мы знаем, что ее молекула состоит из трех атомов: два водорода и один кислород. И знаем, как устроены эти атомы. И умеем рассчитать плотность электрических зарядов. И умеем рассчитать силы взаимодействия между молекулами. И умеем сделать виртуальный стакан с виртуальной водой. И умеем рассчитывать любые физические свойства виртуальной воды. Например, вязкость или плотность. Или возьмем данные рентгеноструктурного анализа, который позволяет смотреть, как молекулы воды расположены друг относительно друга, и сравним с тем, что мы получаем в нашей виртуальной воде.

А получается полный бред. Чуть-чуть изменишь параметры взаимодействия — и хорошо вычисляется вязкость. А плотность ни в какие ворота не лезет. Про данные рентгеновского анализа вообще приличным людям лучше не рассказывать. Потом еще что-нибудь изменишь, и данные по рентгену такие замечательные, что рентгеновский метод можно было и не изобретать за ненадобностью. Только полученная виртуальная вода закипает при 50-ти градусах. И вязкость у нее как у сверхтекучего гелия. Вот так сидишь целый день, вечером на улицу выйдешь — глаза красные, и боишься, что кто-нибудь спросит, чем ты сегодня занимался и за что деньги получаешь. А ведь воду из пустого в порожнее переливал!

Когда я стал умнее и научился читать статьи по компьютерному моделированию, то с интересом узнал, что каждый год группы великолепных физиков публикуют статьи с различными моделями воды. И каждый год модели разные. И ни одна модель не описывает одинаково хорошо все свойства воды. Всегда одни хуже, другие еще хуже, а третьи вообще не описывают.

Вот тебе и три атома!

Заряженная вода