Карлики рождают гигантов

Почвенные микробы превращают инертный азот воздуха в тот же аммиак без заметных усилий. «Экономическая эффективность» их деятельности куда выше. Изучая полет птиц, человек создал летательные аппараты. Подобно этому, говорил в свое время академик А. Н. Бах, по-видимому, можно усовершенствовать технический синтез аммиака, изучив процесс фиксации азота бактериями.

Другая проблема — механохимия. Известно, что при работе мышц происходит прямое превращение энергии химических реакций в механическую работу. Коэффициент полезного действия мышцы чрезвычайно высок. Такого к.п.д. не знают пока ни электрические, ни бензиновые, ни иные моторы, созданные человеком. Первые искусственные модели механо-химических двигателей мы уже видели на технических выставках. Но они так же далеки от идеала, как модель самолета с резиновым моторчиком от современного турбовинтового лайнера.

У природы есть чему поучиться.

Процесс фотосинтеза — усвоение углерода из углекислоты воздуха — дает материал для построения остова всех органических соединений живой природы. Этот процесс происходит в каждом зеленом листе. Но секреты его неведомы пока современной индустрии. Химическая промышленность черпает ресурсы углерода из запасов, созданных растениями в далекой древности, — из угля, нефти, а также из леса, выросшего в наше время. Углекислота воздуха нами пока не используется.

Фотосинтез — самое крупное химическое «предприятие» на земном шаре. И хотя к.п.д. фотосинтеза очень мал (используется только один процент солнечной энергии, падающей на зеленый лист), общая продукция этого предприятия колоссальна. За год он производит приблизительно 10¹¹ тонн органических веществ (в пересчете на углерод). Это в 100 раз больше ежегодной продукции угольной и нефтяной промышленности всего мира. Энергия, которую фотосинтетические машины накапливают ежегодно, в 10 000 раз превосходит энергию всех гидростанций планеты! Создание искусственных фотосинтетических машин — это пока что мечта человека. Когда они будут сконструированы, в истории развития химической индустрии начнется новая эра.

Ее наступление предвещает синтез хлорофилла, осуществленный впервые в 1961 году. Этот факт означает, что первая схема будущей машины уже вычерчена. Теперь нужно уточнить детали проекта, превратить эту схему реально в металл. Правда, от проекта до действующей машины всегда проходит какое-то время. Но проходит же в конце концов!

Инструменты, исследования, которые биология уже сегодня предоставляет в распоряжение других наук (долг платежом красен!), удивительно просты и — употребим это слово — дешевы. Самый недорогой и самый эффективный метод химического анализа — хроматографический — подсмотрен у природы. Его первооткрыватель русский ученый М. С. Цвет. Ученики Цвета ввели в методику исследования обыкновенную промокашку. В Олайне я видел, как практикантка изучала эту промокашку под ультрафиолетовыми лучами. Еле заметные простым глазом пятна на бумаге вспыхивали в этих лучах, и юная биологиня записывала в свою тетрадку:

— Аденин… Гуанин… Цитозин…

Слова, с которых начинается азбука генетики.

Только живая клетка «посвящена» сегодня в тайны биологического катализа. Ферменты осуществляют его с молниеносной быстротой и совершенством. Раскрыть эту тайну — значит совершить революцию в практике химической технологии. Академик В. А. Энгельгардт считает, что ее прямым следствием явилась бы коренная перестройка крупных отраслей химической индустрии и колоссальное расширение ресурсов для сельского хозяйства.

Наконец, бионика. Воздействие биологических идей на усовершенствование сложнейших, достигших технических высот конструкций становится все более значительным. Биологические системы, свойства которых выработаны в процессе миллионолетней эволюции, отличаются удивительной надежностью, гибкостью, моментальной реакцией на воздействия внешней среды. Качества, которых так не хватает кибернетическим машинам. Конструкторская мысль работает над тем, чтобы позаимствовать у живых организмов принципы высокой надежности, гибкость поведения, точность.

Каждый пример (а их можно привести много больше) — это направление научного поиска, это тема новой книги. Научная революция в биологии, начавшаяся несколько лет назад, стремительно совершается на наших глазах.