Совершенно точно никто из нас не смог бы написать такую книгу в одиночку, поскольку один из нас физик, а другой – биолог. Мы также с уверенностью можем сказать, что не смогли бы издать эту книгу, которой мы оба очень гордимся, если бы не помощь и советы многих людей, и большинство из них – ученые с мировым именем, признанные специалисты в своих исследовательских областях.
Мы безмерно благодарны Полу Дейвису за плодотворные обсуждения многих вопросов, связанных с квантовой механикой и значением ее явлений для биологических процессов, которые он вел с нами на протяжении 15 лет. Мы также благодарны многим физикам, химикам и биологам, которые ежегодно совершают научные прорывы в новой науке и обладают такими талантами и глубокими знаниями в своих исследовательских областях, каких у нас не было и нет. Мы выражаем особую признательность Дженнифер Брукс, Грегори Энджелу, Адаму Годбиру, Сету Ллойду, Александре Олайа-Кастро, Мартину Пленио, Санду Попеску, Торстену Ритцу, Грегори Шоулзу, Найджелу Скраттону, Полу Стивенсону, Луке Турину и Влатко Ведралу. Мы также хотим поблагодарить Мирелу Дьюмик, координатора Института перспективных исследований Университета Суррея, которая практически в одиночку организовала международный симпозиум «Квантовая биология: актуальное состояние и возможности», успешно прошедший в Суррее в 2012 году (спонсорами симпозиума выступили IAS, BBSRC (Совет по научно-исследовательским работам в области биотехнологий и биологических наук) и проект MILES). Этот симпозиум позволил встретиться всем ведущим специалистам в области исследований квантовой биологии (новая наука только развивается, поэтому в данной научной области работает небольшое число ученых) и помог нам ощутить, что каждый из нас является частью действительно существующего исследовательского сообщества.
Когда текст данной книги был готов, мы попросили нескольких коллег из перечисленных выше просмотреть книгу и высказать свое мнение. Таким образом, мы выражаем благодарность Мартину Пленио, Дженнифер Брукс, Александре Олайа-Кастро, Грегори Шоулзу, Найджелу Скраттону и Луке Турину. Мы также хотим поблагодарить Филипа Бола, Пита Доунза и Грега Ноулза – за то, что они прочитали весь текст или отдельные главы в последней редакции и высказали проницательные комментарии, которые оказались очень важными и помогли нам значительно улучшить книгу. Мы выражаем признательность нашему агенту Патрику Уолшу, без которого эта книга не была бы опубликована, и Салли Гаминара из издательства «Рэндом Хаус» за веру в нас и за искреннюю заинтересованность в нашем проекте. Патрик заслуживает особых благодарностей, как и Кэрри Плитт из издательства «Конвилл и Уолш», за их советы и предложения, касающиеся структуры и формата книги, и за то, какой эта книга получилась, особенно в сравнении с ее первоначальным видом. Мы также выражаем восхищение редакторским талантом Джиллиан Сомерскейлс.
Наконец, мы хотим выразить глубокую благодарность нашим семьям за неоценимую поддержку, особенно в периоды дедлайнов, установленных издателями, а также авторам – самим себе – за то, что мы откладывали все текущие дела и погружались с головой в ноутбуки. Мы потеряли счет вечерам, выходным и семейным праздникам, когда вместо того, чтобы провести время с близкими людьми, мы отдавали его квантовой биологии. Надеемся, что эта книга того стоит.
Мы верим, что самое интересное ожидает и нас, и новую науку – квантовую биологию – впереди, в будущем.
1. Введение
В этом году морозы в Европу пришли рано, вечерний воздух скован пронизывающим холодом. Дремлющие где-то в глубине сознания, пробуждаются целеустремленность и решительность молодой малиновки.
На протяжении нескольких предшествующих недель птица ежедневно съедала гораздо больше насекомых, пауков, червяков и ягод, чем ей обычно требуется. Теперь она весит вдвое больше, чем в августе, когда ее птенцы покинули гнездо. Этот лишний вес в основном составляют жировые запасы, которые понадобятся ей для поддержания сил в предстоящем нелегком путешествии.
Ей впервые предстоит покинуть еловый лес в Центральной Швеции, где она прожила свою пока еще короткую жизнь и где еще несколько месяцев назад вырастила птенцов. К счастью для малиновки, прошлая зима была не такой суровой. Год назад она сама была птенцом и ей не хватило бы сил на столь длинный перелет. Но сейчас, когда родительские обязанности отложены до следующей весны, малиновке нужно думать только о себе и она готова лететь на юг от надвигающейся зимы в поисках более теплого климата.
Прошло несколько часов после захода солнца. Вместо того чтобы устроиться на ночь, птичка в надвигающихся сумерках садится на краешек одной из нижних веток огромного дерева, который служит ей домом с начала весны. Она отряхивается, напоминая при этом атлетку, которая разминает мышцы перед марафоном. Оранжевая грудка птички переливается в свете луны. Совсем рядом, спрятанное за стволом, покрытым мхом, находится ее гнездо. Когда-то она сама свила его невероятными усилиями и с невиданным усердием, но сейчас о них осталось