Критическая масса. Как одни явления порождают другие

Объяснение какого-то явления с использованием некоторой толики механики и большой дозы непостижимого все же предпочтительнее полностью механистического объяснения.

Георг Кристоф Лихтенберг

Условием упорядоченности дорожного движения на оживленных городских улицах является прежде всего отсутствие столкновений пешеходов и транспортных средств.

Эдвард А. Росс (1901)

Он улыбнулся и сказал, что если бы кому-то из ремесленников удалось создать механическое устройство, которое он придумал и рассчитал, то оно превзошло бы в искусстве танца не только его самого, но и любого другого танцора.

Генрих фон Клейст (1810)

Томас Гоббс был уже пожилым и почтенным ученым, когда в 70-х годах XVII века Антон ван Левенгук в голландском городе Делфт сконструировал первый микроскоп и обнаружил с его помощью примитивные организмы, позднее названные бактериями. Левенгук торговал сукном и мануфактурой, и поэтому часто изучал качество и свойства своих товаров при помощи увеличительных стекол. Постепенно совершенствуя используемые устройства, он сумел создать новый оптический инструмент и с его помощью вдруг обнаружил целый микромир из крошечных существ, которых нельзя было разглядеть невооруженным глазом. Левенгук начал изучать под микроскопом буквально все, что окружало его, от крупинок пороха до собственных экскрементов.

Рассматривая в самодельный микроскоп обнаруженную им микровселенную Левенгук с изумлением убеждался, что мир заполнен множеством «маленькю животных», которыми буквально кишело любое вещество, как-либо связаннск с живой материей, пусть даже лишь соприкасавшееся с ней. Например, капля болотной воды напоминала под микроскопом целый зверинец, в котором непрерывно и весьма активно действовали эти существа, названные им анималкулуса- ми (по аналогии с гомункулусом средневековых легенд). «Передвижения этих анималкулусов, — писал он лондонскому Королевскому обществу в 1674 году, — настолько поразительны и разнообразны, что наблюдение за ними доставляло мне истинное наслаждение»¹. Всматриваясь в мир этих крошечных существ, Левенгук невольно задавался вопросом о целях и мотивах их деятельности.

Частичные ответы на эти вопросы удалось получить лишь в 90-х годах прошлого века, когда изучением форм и процессов образования бактериальных колоний занялся израильский физик Бен-Якоб, на которого огромное впечатление произвели описанные эксперименты Мацуситы. Бен- Якоб значительно расширил и усложнил методику экспериментов. Подобно своим предшественникам он чувствовал, что образуемые бактериями ажурные узоры связаны с тайнами формирования снежинок и многих других микрокристаллических неорганических объектов. Живые клетки явно вели себя подобно мертвым и бездушным молекулам газа. Неужели законы роста бактерий столь же просты, как законы механики?

[53]

Бен-Якоб и его сотрудники тщательно изучили факторы, определяющие формы колоний Bacillus, и выявили множество новых интересных закономерностей для описанных морфологических диаграмм. Им удалось заставить колонии бактерий образовывать сложные завитушки в стиле барокко (рис. 6.1, а), спиралевидные ветви, заканчивающиеся мохнатыми шариками (рис. 6.1, б), и т.д. Изучая такие шарики, исследователи обнаружили поразительную особенность, которую Левенгук, конечно, даже не мог заметить в своем примитивном микроскопе, а именно: они были образованы десятками тысяч длинных тонких клеток, плотно сложенных подобно ниткам в канате и закрученных в клубок. Одним это напоминало бесконечный поток машин на площади с круговым движением, другим — водоворот или вихрь. Образования такого типа ученые отнесли к «вихревому» морфотипу. Еще более поразительным было то, что удлиненные бактерии описываемого вихревого морфотипа оказались мутантами, отличавшимися от исходного штамма бактерий именно склонностью к закручиванию в циклические структуры! Выделенные клетки этого типа при пересеве продолжали дальше образовывать вихревые шарики.