Павел Власов - Беседы о рентгеновских лучах (второе издание)

• Название: Беседы о рентгеновских лучах (второе издание)
• Автор: Павел Власов
• Издательство: "Молодая гвардия"
• Жанр: Физика
• Год: 1979

Казалось бы, рентгеновские лучи изучены и описаны столь полно, что о чем-то новом, интересном, тем более загадочном тут не может быть и речи. Но, как ни странно, они все еще остаются таинственными невидимками, хотя исследуются с 1895 года. В мире звезд и атомов, клеток и организмов всюду есть место поискам, призванным решить вопросы, а то и головоломные уравнения со многими неизвестными, относящимися к рентгеновской радиации. Таков лейтмотив книги доктора медицинских наук П. Власова.

Автор fb2-версии разбил документ на главы, согласно разделу «Содержание» книги. Это сделано исключительно с целью упростить навигацию по тексту.

---

Здесь, пожалуй, пора «открыть карты». В конце раздела «Организм в качестве сигнала» Н. Винер признается, что вопрос, как «телеграфировать человека», рассматривает сугубо теоретически. И главным образом для того, чтобы читатель лучше понял автора: в основе сообщения — передача сигналов, которую вовсе не обязательно связывать с передвижением человеческих тел.

Ибо в принципе возможна транспортировка идей, а не людей, даже в том случае, когда кажется совершенно необходимым заполучить ту или иную персону. Любой индивидуум может быть, вообще говоря, достойно представлен исчерпывающей информацией о нем, которая заменит его в назначенном месте в назначенное время.

Пусть и нам послужит подобный прием фантастического эскиза. Он наглядней проиллюстрирует мысль о том, как раздвинулись пределы познания, когда искусственные датчики информации добавились к естественным. А это имеет не только теоретическое, но и практическое значение; понятно, почему речь зашла о консилиуме диагностов.

Человек, да и вообще организм тут лишь один из примеров; можно было бы взять и другой объект.

Но раз уж мы взяли себя, вернемся к собственной развертке. Конечно, технически она нереальна, по крайней мере сегодня Как отмечал сам Н. Винер, одна только зародышевая клетка, с которой начинается наш организм, содержит такое количество наследственной информации, которое больше, чем объем сведений во всей многотомной Британской энциклопедии. Между тем в процессе деления, когда из этой единственной клетки получаются сперва две, потом из двух — четыре, восемь, шестнадцать, тысяча, миллион и так далее, они постепенно дифференцируются, специализируются.

Одни становятся нервными, другие — мышечными, третьи — костными…

Построчная развертка взрослого организма подразумевает считывание информации лучами, прощупывающими всю его микроструктуру. Но не разрушат ли они молекулы, клетки, ткани? Попробуем разобраться, памятуя, что наша цель — не расшифровка некоего мистера Икс для передачи телеграммой, а экскурсия в мир невидимого, освещенный незримыми икс-лучами.

Так вот, с их помощью мы можем детально рассмотреть не только ткани, но даже самую маленькую из 50 триллионов клеток нашего тела. Ее поперечник несколько микронов (теперь, правда, эти единицы называются иначе: микрометр, что значит 10-6 метра, а в удобной для нас размерности- 10-4 сантиметра).

Здесь можно использовать рентгеновский микроскоп.

Он увеличивает в 100 тысяч раз. И позволяет разглядеть довольно мелкие детали — габаритами до 10-6 сантиметра. Конечно, разрешающая сила электронного микроскопа, который к тому же дает большее увеличение (в полмиллиона раз) еще выше (в десятки раз).

Но электронный луч разрушает живое. А рентгеновский нет.

Шагнем еще на ступеньку ниже. Заглянем в красное кровяное тельце диаметром около 5·10-4 сантиметра.

Красное оно потому, что содержит гемоглобин. Сколько молекул этого белка в одном таком крохотном шарике — эритроците? Оказывается, 280 миллионов. Каждая состоит из 10 тысяч атомов, как бы нанизанных на длиннейшую нить, словно бусинки ожерелья, причем вся цепочка спутана в клубок. Узнать ее строение помог рентгеноструктурный анализ. Именно он наряду с электронографией играет главную роль там, где нужно найти расположение атомов в молекуле и даже расстояния между ними. А можно ли «потрогать» каждый из них, «до последнего винтика конструкции»?

Мы помним, что всепроникающее излучение — одновременно ионизирующее. Этим оно отличается от радиоволнового и от инфракрасного, которые тоже, в общем-то, внедряются в организм, но неглубоко. Главное же, оба они ограничиваются тем лишь, что раскачивают молекулы, вызывая ощущение тепла.

Иначе ведет себя видимая радиация, которая не проходит сквозь кожные покровы. Когда она падает на нас — от солнца ли, от лазера или лампы, — мы ее рассеиваем в разные стороны. А что это значит в микромасштабах? Вот что: отдельные ее порции поглощаются какими-то из наших электронов, которые тем самым немедленно возбуждаются и тут же выбрасывают ее, переходя в прежнее состояние. Освободившись, этот квант изменяет направление движения по сравнению с первоначальным. Но и только. Частоту свою он сохраняет той же, что и до «пленения».

Точно так же поступает и ультрафиолет. Правда, он несколько агрессивнее, что любители солнечных ванн неоднократно испытали, как говорится, на собственный шкуре. Он способен нарушать химические связи в молекулах. И вышибать электроны из атомов, расположенных на поверхности материала.

А рентгеновский квант, который куда мощнее? Угодив в электрон, он тоже может передать ему свою энергию целиком и выбить его «из седла». Происходит ионизация, причем не только в тонких наружных слоях., но и глубоко внутри любых веществ и существ. Этот механизм взаимодействия доминирует, если излучение мягкое. А если более жесткое? Оно способно рассеиваться на свободных электронах: его кванты, теряя часть своей энергии, изменяют направление полета.

В последнем случае перед нами уже не фотоэффект, а эффект Комптона, названный так по фамилии первооткрывателя, американского ученого.

Именно в этом феномене впервые во всей полноте проявились корпускулярность электромагнитных колебаний. Похоже, будто взаимодействуют не волна и частица, а две корпускулы, сталкиваясь, как движущийся бильярдный шар с покоящимся.

В реальных условиях эффект Комптона нередко наблюдается и тогда, когда электроны не свободны, а связаны в атоме. Мощные сгустки электромагнитной энергии вышибают их оттуда вон. Происходит опять-таки ионизация, притом еще более глубокая.

Как видно, опасения Н. Винера вполне резонны.

«Прочитать человека» построчно, словно книгу, означало бы внести массу «опечаток», не говоря уж о том, что «развертка мистера Икс в телеграмму» была бы равносильна перепечатке (и порче) триллионов британских энциклопедий.

Что же касается возможности воссоздать двойника, то она не утопия. Только достигается это иным путем.

Опять на грани фантастики: о массовом копировании людей, о 37 миллионах Ньютонов, а также о радиационной генетике и селекции — об итогах и перспективах, которые во многом обязаны своим появлением использованию рентгеновских лучей

— Неужели можно воссоздать двойника?

— Да. Представьте: из одной-единственной клетки, отторгнутой от вашего тела и помещенной в естественную или искусственную «биологическую колыбель», вырастает ваш «альтер эго» («другой „я“»), полностью повторяющий вас и, разумеется, ваши таланты. Вы оба окажетесь абсолютными близнецами, разве только не одного возраста: разница может составлять многие годы. Так любую редкостную одаренность удалось бы сделать бессмертной. Можно вообразить такое переиздание не в одном экземпляре, а массовым тиражом.

— Опять на грани фантастики!

— Что попишешь, такова сегодня наука. И стать ей фантастичной помогли рентгеновские лучи.

«Когда весь земной шар будет организован и численность его населения доведена до 3 миллиардов, тогда на земном шаре будет постоянно 37 миллионов поэтов, подобных Гомеру, 37 миллионов ученых, равных Ньютону, 37 миллионов драматургов, равных Мольеру, и так со всеми мыслимыми талантами», — полагал Ш. Фурье, великий французский социалист-утопист.

Эту цитату комментируют порой иронически: приведенные подсчеты подтверждают со всей очевидностью, что их автор воистину был настоящим утопистом.

Действительно, на нашей планете уже более 4 миллиардов человек, а таких, как Гомер или Ньютон, увы, не дюжины миллионов и даже не просто дюжины.

Допустим, однако, по милости фортуны появится гений такой мощи. Классический силлогизм напоминает: «Все люди смертны. Сократ — человек. Следовательно…» И потом снова ждать столетиями? Оказывается, помимо такой надежды на случайный «выигрыш в биологическую лотерею», теоретически существует иная возможность.

Н. Винер рассуждал о копировании людей с помощью их развертки и телеграфной передачи. Он не дожил до того дня, когда прогресс биологии открыл новую перспективу. Речь идет о ювелирной операции: ядро обычной соматической (телесной, не половой) клетки пересаживается в зародышевую, куда вместе со своими хромосомами переносит всю наследственную программу. Так любой индивидуум может быть воспроизведен где угодно и когда угодно без какой-либо расшифровки его генетического кода. Нужна лишь трансплантация в материнское чрево или в имитирующую его «биологическую колыбель». Подобные операции проводились (разумеется, на животных).

Отдаваясь полету воображения, мы можем представить, как фенотип данного взрослого организма размножается с его генотипом в заданном числе копий.