В явлениях, подчиненных законам симметрии, диссимметрия выражается неравенством количественных и физико-химических проявлений правизны и левизны, причем в таких явлениях процессы необратимы, так как диссимметрическое пространство характеризуется полярными векторами. Ими будет выражаться и время. Полярный вектор времени как раз характеризует необратимость процесса во времени. В косной природе, в ее естественных телах – в кристаллах природных и искусственных – неравенства правых и левых явлений нет. В кристаллах, выделяемых в жизненных процессах, оно выражено резко.

В физико-химических равновесиях наших лабораторий и в тех природных, где жизнь отсутствует, правые и левые химически подобные компоненты действуют одинаково; как и следует из законов симметрии, они химически идентичны. В биохимических процессах, идущих, например, в протоплазме, неравенство правого и левого компонента одного и того же рацемического соединения выражается резко и может быть количественно и качественно прослежено до конца. Здесь начата уже в связи с нашей лабораторией работа Г. Ф. Гаузе.

Изучение диссимметрии в проблематике нашей лаборатории стоит у нас на очереди, но мы сможем к нему приступить только в будущем году.

Однако нельзя закрывать глаза на то, что, может быть, прав был Пастер, который видел в изучении этих явлений путь для решения важнейших биологических проблем; в них он искал возможности искусственного создания жизни.

Несомненно одно. Анализ даже современных, столь неполных и несовершенных наших знаний показывает, что к диссимметрии приводят, с ней связаны некоторые из основных отличий живого от мертвого, некоторые основные выявления жизни в биосфере. Чем больше углубляется наша работа, тем больше перед нами это выявляется.

Уже для Пастера было ясно, что диссимметрия может происходить в своих проявлениях только от причины, обладающей такой же диссимметрией, но логически глубоко это вывел Пьер Кюри, и можно выразить этот вывод как особый логический принцип, определяющий существование жизни в биосфере. Можно назвать его принципом Пастера – Кюри: диссимметрическое явление вызывается только такой же диссимметрической причиной.

Отсюда логически следует, что живое в биосфере будет всегда происходить только от живого; из диссимметрии может быть, таким образом, логически выведено то великое эмпирическое обобщение 1668 года, которое было мною названо принципом Реди, его впервые выявившего: все живое рождается от живого. Из диссимметрии логически вытекает и другое важное явление, а именно то, что динамическое равновесие, связанное с жизнью, не может быть и в своих физико-химических следствиях сведено на обратимые процессы, так как вектор в диссимметрическом состоянии пространства всегда полярен.

Логически может быть выявлен и третий вывод, характерный для явлений жизни в биосфере, – вывод, что в ограниченной определенной области, резко отделенной от остальной части планеты, в особой земной оболочке, которой является биосфера, характеризуемая необратимыми процессами, жизнь будет увеличивать, а не уменьшать с ходом времени свободную энергию этой оболочки.

Я не буду здесь останавливаться на дальнейшем анализе понятия и значения диссимметрии. Я хотел только обратить внимание наших научных работников на огромное значение явлений диссимметрии, так мало охваченных научной мыслью. Наша лаборатория вступит на путь изучения этих явлений неизбежно, и я уверен, что мне будут даны для этого материальные возможности.

Но это большая и трудная задача; недаром она в течение уже двух или трех поколений не сдвигается с места. Она требует совместной работы различных специалистов – физика, биолога, биофизика, физико-химика, математика. Она должна быть поставлена в аспекте геологическом.

Мне кажется, не будет с моей стороны злоупотребления вашим временем, если я с этой же целью – обратить внимание на заброшенную область знания величайшей, по-моему, важности – вкратце сведу те, как мы сейчас увидим, огромной важности материально-энергетические явления, которые резко и бесповоротно в биосфере в течение геологически длительного времени – не меньше двух-трех миллиардов лет – отличают живое вещество биосферы от ее лишенной жизни материи. Связь между ними существует только в форме биогенной миграции атомов.

Это:

1. Особое физико-геометрическое состояние пространства, занятого живым организмом (диссимметрия Пастера)[175].

2. Связанный с этим абиогенез – живой организм происходит в биосфере только из живого организма.

3. Связанная с этим необратимость явлений жизни.

4. Связанное с этим – в пределах биосферы – в результате жизненного процесса накопление свободной энергии. Биосфера в ходе геологического и исторического времени становится все активнее. (Я вернусь к этому явлению в другой раз.)

5. Заселение биосферы жизнью совершается путем размножения, проявляющего давление на окружающую среду и регулирующего биогенную миграцию атомов. Его нет в мертвом веществе. Размножением создается в биосфере накопление свободной энергии, которую можно назвать биогеохимической энергией. Она может быть точно измерена.

В лаборатории мы не приступали систематически к работе над биогеохимической энергией, так как ясно, что эта проблема является более биологической, чем химической. Она требует особой научной организации, так как огромный биологический материал, к ней относящийся, не систематизирован и не собран, разбросан, теряется и целесообразно не собирается. Прежде всего должно быть приведено в доступную для научной работы форму уже известное. Должна быть предварительно создана возможно полная, непрерывно действующая картотека по размножению организмов и заселению ими биосферы. Обе проблемы неотделимы.

Они должны заключить все имеющиеся, точно установленные количественные данные, необходимые для вывода констант биогеохимической энергии. Лаборатория незадолго до переезда в Москву подходила к организации такой картотеки в Ленинграде[176]. Сейчас мы ведем переговоры с биологами в Москве о ее создании здесь в связи с лабораторией, но от нее отдельно. Она должна обслуживать нас и биологов.

6. Теоретически можно вывести характерную и постоянную для каждого вида организма скорость заселения им биосферы (величина v). Эта скорость имеет пределы, которые количественно обусловливаются: 1) размерами биосферы, то есть в конце концов планеты, 2) минимальными размерами организмов, связанными с лошмидовским числом, ограничивающим число организмов, могущих при наличии их дыхания находиться в кубическом сантиметре пространства.

7. Скорость заселения и размножения обратно пропорциональна величине организмов (обобщение А. Свиядецкого, 1794). Она достигает максимальной, предельной в биосфере возможной величины. Но жизнь обладает удивительной приспособляемостью, и могут существовать формы жизни взрывчатого характера, большую часть своего существования находящиеся в латентном состоянии. Эти формы по величине биогеохимической энергии превосходят величину v, известную для обычных проявлений жизни.

Вся биосфера охвачена жизнью, захватывающей все ее пространство. Заселение биосферы жизнью имеет полную аналогию с распространением газа в ограниченном пространстве. Жизнь, как и газ, выявляет давление в среде, куда она проникает.

8. Каждый живой организм обладает известной автаркией, он сам активно избирает из окружающей среды нужные ему химические элементы, может быть, атомы. Это биогеохимическая и биохимическая, но не чисто химическая реакция.

9. Можно отметить многочисленные другие резко выраженные отличия живого вещества от косной материи биосферы. Я не могу на них останавливаться, но об одном все же скажу несколько слов, так как оно касается области явлений, недостаточно останавливающих на себе внимание натуралистов. Существует резкая разница в темпе биогенной миграции химических элементов по сравнению с миграцией элементов остова биосферы. Биогенная миграция резко выявляется в исторически длительном времени; она происходит в предельных случаях с быстротой порядка скорости звука – максимально возможного движения в материальной среде, не связанного с разрушением, с постоянной деформацией самой среды.