Радость познания

Каковы наиболее важные и фундаментальные проблемы биологии на сегодняшний день? Я приблизительно перечислю первоочередные вопросы. Какова последовательность оснований в молекуле ДНК? Что происходит при мутации? Как последовательность оснований в молекуле ДНК связана с последовательностью аминокислот в протеине? Какова структура РНК — она однонитевая или двухнитиевая и как она связана с последовательностью оснований ДНК? Какова структура микросом? Как синтезируются протеины? Откуда берется молекула РНК? Как она расположена? Где расположены протеины? Куда входят аминокислоты? При фотосинтезе — где находится хлорофилл; как он располагается; где находятся каротиноиды, связанные с этим процессом? Что представляет система преобразования света в химическую энергию?

Очень легко ответить на многие из этих фундаментальных биологических вопросов; стоит только взглянуть на предмет исследования! И вы увидите порядок чередования оснований в цепочке; вы увидите структуру микросомы. К сожалению, современные микроскопы видят слишком грубые, ограниченные масштабы. Сделайте микроскоп в сто раз более мощным, и многие проблемы биологов уйдут сами собой. Я, конечно, преувеличиваю, но биологи будут очень благодарны — и они предпочтут вместо критики использовать больше математики.

Сегодня теория химических процессов основывается на теоретической физике. В том смысле, что физика создает фундамент химии. Но химия также проводит свой анализ. Если у вас в руках странная субстанция и вы хотите знать, что это, вы проводите длинный и сложный процесс химического анализа. Сегодня можно анализировать почти все, моя идея немного запоздала. Но если физики захотят, они могут также подкопаться под химиков в вопросах химического анализа. Очень легко провести анализ любого химического вещества; надо только посмотреть на него и увидеть, где находятся атомы. Единственную неприятность доставит электронный микроскоп — он в сто раз хуже, чем надо. (Потом я хотел бы задать вопрос: могут ли физики сделать что-нибудь с третьей проблемой химии — а именно с синтезом? Есть ли физический метод синтеза любой химической субстанции?)

Причина того, что электронный микроскоп так плох, заключается в том, что фокусное расстояние линз составляет только 1/1000 часть и у вас нет апертуры достаточного размера. Я знаю теоремы, в которых доказывается, что это невозможно при использовании линз в стационарных полях с аксиальной симметрией, которые дают фокусное расстояние больше того-то и того-то; и поэтому в настоящий момент разрешающая способность микроскопа достигает теоретического максимума. Однако в каждой теореме есть допущения. Почему поле должно быть симметричным? Я бросаю вызов: нет ли способа сделать электронный микроскоп более мощным?

Удивительная биологическая система

Биологический пример записи информации на малых масштабах заставил меня поразмыслить об открывающихся возможностях. Биология не просто записывает информацию; она производит с ней действия. Биологическая система может быть невероятно малой. Большинство клеток крошечные, но очень активные; они образуют различные субстанции, они повсюду, они ерзают, и извиваются, и проделывают всякие удивительные вещи — и все в очень малом пространстве. Кроме этого, они сохраняют информацию. Рассмотрим вероятность того, что мы способны сделать вещь настолько малой, насколько хотим — мы можем изготовить объект, который на этом уровне маневрирует!

Создание объектов очень малого размера может быть обусловлено даже экономическими причинами. Позвольте напомнить вам о некоторых проблемах компьютеров. В компьютерах мы храним гигантский объем информации. Я упоминал раньше о долговременной форме записи, где я записывал все с помощью распределения металла по поверхности. Для компьютеров значительно более интересен способ записи, стирания и новой записи чего-нибудь еще. (Обычно мы не хотим тратить попусту материал, на котором уже была произведена запись. Но если мы запишем все это в очень малом пространстве, не будет никакой разницы — после прочтения запись можно выбросить. Ваши затраты на материал ничтожно малы.)

Миниатюризация компьютера