Mis on elu?
MIS ON ELU?
SAATEKS
1950. aastate alguses, kui olin noor matemaatikatudeng, ei lugenud ma eriti palju, aga kui ma seda tegin – kui raamatu vähemalt läbi lugesin – , oli see tavaliselt Erwin Schrödingeri kirjutatu. Ma leidsin alati, et tema kirjutised olid vastupandamatud ja pakkusid avastamispõnevust, tõotades uut arusaamist salapärasest maailmast, kus me elame. Kõige rohkem leidub seda omadust ta klassikalisel lühiteosel "Mis on elu?". Nagu ma nüüd taipan, kuulub see kindlasti meie sajandi kõige mõjukamate kirjutiste hulka. See kujutab endast mõnede elu tõeliste saladuste mõistmise katset, mille esitab füüsik, kelle enda sügavale tungiv intuitsioon on teinud nii palju, et muuta meie arusaamist sellest, kuidas maailm on tehtud. Käesolev raamat, mille erinevaid teadusharusid ühendav haardeulatus tundus omal ajal ebatavaline, on kirjutatud poolehoidu äratava, isegi relvitukstegeva tagasihoidlikkusega, tasemel, mis teeb selle ligipääsetavaks ka mittespetsialistidele ja noortele, kes ehk püüaksid saada teadlasteks. Samas on ka paljud bioloogiasse põhjapaneva panuse andnud teadlased, näiteks J. B. S. Haldane ja Francis Crick, möönnud end olevat suuresti mõjutatud julgetest ideedest, mida see äärmiselt originaalne ja sügavamõtteline füüsik siin väljendab (kuigi nad pole kõigega iga kord täiesti nõus).
Pärast omaksvõtmist tundub siinesitatu kuuluvat endastmõistetavate tõdede hulka, nagu on juhtunud paljude teistegi teostega, mis on inimmõttele avaldanud tugevat mõju. Kuid hämmastavalt suur hulk selliseid inimesi, kes peaksid asjadest aru saama, ignoreerib neid ka praegu. Kui sageli me ikka veel kuuleme, et kvantefektidel pole bioloogias erilist tähtsust, või isegi, et me sööme toitu selleks, et saada energiat. See rõhutab Schrödingeri teose "Mis on elu?" jätkuvat tähtsust tänapäevalgi. Seda tasub ikka uuesti lugeda.
EESSÕNA
Teadlase puhul eeldatakse, et tal on sügavad ja ammendavad teadmised eeskätt mõnes konkreetses valdkonnas, ning seepärast harilikult ei oodata, et ta kirjutaks millestki, mida ta põhjalikult ei valda. Seda käsitatakse seigana nob lesse oblige. Käesoleval juhul palun unustada iga võimalik noblesse, et oleksin vaba sellest johtuvast kohustusest. Minu vabandus on järgmine.
Me oleme oma esivanematelt pärinud innuka igatsuse kõikehõlmava ühtse teadmise järele. Juba nimetus, mille oleme andnud kõrgeimatele õppeasutustele, tuletab meelde, et paljude sajandite jooksul antiikajast alates on universaalne aspekt ainsana pälvinud täielikku usaldust. Kuid viimase sadakonna iseäraliku aasta jooksul kõikvõimalikes teadusharudes nii laiuti kui ka sügavuti toimunud areng on seadnud meid kummalise dilemma ette. Me tunneme selgesti, et alles nüüd hakkame omandama nii usaldusväärset materjali, et kõike teadaolevat ühtseks tervikuks sulatada, kuid teisest küljest on muutunud peaaegu võimatuks, et üksikisik valdaks sellest rohkemat kui väikest erialast osa.
Ma ei näe olukorrast teist väljapääsu (et meie tõeline eesmärk ei oleks igaveseks kaotatud), kui et mõned meist peaksid üritama fakte ja teooriaid sünteesida, ehkki tundes neist osa ebatäielikult ja kaude – ning riskides teha enestest narre.
Niipalju siis järgneva õigustuseks. Mängu tulevad ka keelelised raskused. Igaühe emakeel on temale täpselt sobiv rüü, ja me ei tunne end kunagi päris vabalt, kui ei saa seda otseselt kasutada ning peame ta asendama teisega. Olen tänulik dr. Inksterile (Trinity College, Dublin), dr. Padraig Browne’ile (St. Patrick’s College, Maynooth) ja mr. S. C. Robertsile (kes pole seepärast vähem tähtis, et ma teda viimasena mainin). Nemad nägid palju vaeva, et sobitada mulle uus rüü, ja veelgi suuremat vaeva minu puhutise vastumeelsuse tõttu loobuda omaenda algupärasest väljendusviisist. Kui miski sellest on mu sõprade leevenduspüüetest mööda lipsanud, siis tuleb see panna mitte nende, vaid minu arvele.
Paljud vahepealkirjad olid algselt kavatsetud lühikokkuvõtetena ja iga peatüki teksti tuleks lugeda in continuo.1
Dublin, september 1944
E. S.
Homo liber nulla de re minus quam de morte cogitat; et ejus sapientia non mortis sed vitae meditatio est. 2
Spinoza “Eetika” IV, prop. 67
I. TEEMA KÄSITLUS KLASSIKALISE FÜÜSIKU SEISUKOHAST
Cogito ergo sum.
Uurimuse üldiseloomustus ja eesmärk
Selle väikese raamatu aluseks on avalike loengute kursus, mille füüsikateoreetik pidas umbes neljasajale kuulajale, kelle arv oluliselt ei kahanenud, kuigi neid hoiatati kohe alguses, et ainestik on raske ja loenguid poleks õige nimetada populaarteaduslikeks, isegi kui vaevu kasutatakse füüsiku kõige kardetavamat relva – matemaatilist tuletuskäiku. Põhjus ei seisnenud selles, nagu olnuks teema küllalt lihtne, et seda ilma matemaatikata selgitada, vaid pigem oli see liiga keeruline, et olla matemaatikaga täielikult kirjeldatav. Nende loengute teine iseloomulik tunnusjoon, mis neid siiski mingil määral populaarteaduslikega sarnaseks muutis, tulenes loengupidaja eesmärgist teha nii füüsikule kui ka bioloogile selgeks põhiidee, mis jääb kuhugi füüsika ja bioloogia vahepeale.
Sest hoolimata hõlmatava aine mitmekesisusest on kogu selle ettevõtmise eesmärgiks anda edasi ühtainsat mõtet – suure ja tähtsa küsimuse väikest kommentaari. Et mitte eksida teelt, võib olla kasulik visandada lühidalt esituskava.
See suur ja tähtis ning paljuvaieldud küsimus on: kuidas saab füüsika ja keemia abil seletada ruumilis-ajalisi sündmusi, mis toimuvad seespool elusa organismi ruumilisi piire?
Esialgse vastuse, mida selles väikeses teoses püütakse selgitada ja tõestada, võib kokku võtta järgmiselt. Tänapäeva füüsika ja keemia ilmne võimetus sääraseid sündmusi seletada ei anna veel põhjust arvata, et nad neid seletada ei suudagi.
Statistiline füüsika. Põhiline erinevus struktuuris
Kui öeldu oleks mõeldud üksnes stimuleerima lootust saavutada tulevikus seda, mis varem pole õnnestunud, oleks tegemist väga triviaalse märkusega. Kuid selle tähendus on märksa positiivsem, nimelt annab ta senisele võimetusele küllaldase seletuse.
Tänu bioloogide, eeskätt geneetikute leidlikule tööle viimase kolme- või neljakümne aasta jooksul on organismide tegelikust ainelisest struktuurist ja funktsioneerimisest tänapäeval teada piisavalt palju, selleks et öelda, miks praegusaegne füüsika ja keemia elusa organismi sees ruumis ja ajas toimuvat seletada ei suuda.
Aatomite paigutus organismi kõige olulisemates osades ja nende paigutuste omavaheline mõju erineb fundamentaalselt aatomite paigutusest, mida füüsikud ja keemikud on seni teoreetiliselt ning eksperimentaalselt uurinud. Kummatigi on erinevus, mida ma nimetan fundamentaalseks, säärast liiki, et see võib kergesti näida lihtsana igaühele peale füüsiku, kes on läbi imbunud teadmisest, et füüsika ja keemia seadused on kõikjal statistilised.3 Sest see on seotud statistilise vaatepunktiga, mille kohaselt elusorganismide oluliste osade struktuur erineb täielikult iga ainetüki ehitusest, millega meie, füüsikud ja keemikud, oma laborites füüsiliselt või kirjutuslaudade taga vaimus eales tegelenud oleme.4 On peaaegu mõeldamatu, et sel viisil avastatud seadused ja korrapärasused peaksid otseselt kehtima niisuguste süsteemide käitumise kohta, mis ei ilmuta struktuuri, millel nood seadused ja korrapärasused põhinevad.
Mittefüüsikust ei saa oodatagi, et ta taipaks erinevust – rääkimata selle tähtsuse hindamisest – “statistilises struktuuris”, mida on sedastatud nii abstraktses sõnastuses, nagu ma äsja kasutasin. Et anda öeldavale elu ja värvi, lubage mul etteruttavalt väita seda, mida ma hiljem