А физики не знают анатомии. Впрочем, подобное характерно для людей всех специальностей. Чем лучше (глубже) специалист, тем дальше он не только от смежных наук, но и от своих коллег, сидящих в соседних кабинетах. Один специалист – по горлу, другой по зубам. Хотя и то, и другое совсем рядом. Один по сердцу – кардиолог, другой по легким – пульмонолог. Но сердце бьется в окружении легких, и порой случаются «конфликты на границе». Возникает новая врачебная специальность – кардиопульмонолог. Такой стык мы еще понимаем. Но медицина и физика… Это так далеко! Нам привычнее узкие специалисты, когда в рот больному смотрят одновременно несколько врачей – хирург, ортопед, гигиенист и терапевт. Каждый отвечает за свой фронт работ. Помните, как у Райкина было: «К пуговицам претензии есть?..»
А ведь физика лежит в фундаменте нашего тела и потому многое в нашей жизни определяется чисто физической конкретикой. Вот вы, например, никогда не задумывались о том, отчего температура нашего тела 36,6°С? Почему не 44,3°С, не 55,8°С, не 22,7°С, наконец? А ведь градуса 22 было бы вполне логично: примерно такая среднесуточная температура в экваториальных областях. То есть, если стоит гипотетическая задача сконструировать теплокровное, то можно рассуждать так: сделаем рабочую температуру его «двигателя» близкой в среднесуточной – тогда ночью, когда температура упадет, теплокровное будет включать «калорифер» и подогреваться само, а днем работать на «внешнем источнике» – от солнышка. (Кстати, подобные полутроллейбусы-полуавтобусы я видел в Норвегии – там, где нет проводов, они едут на дизеле, а где есть провода, выпускают усы.) Можно днем экономить! А поэкономить есть что, ведь в отличие от хладнокровных мы, теплокровные, кушаем в десять раз больше, поскольку девять десятых всего съеденного идет на обогрев атмосферы, ведь нам приходится постоянно поддерживать рабочую температуру тела выше температуры окружающей среды.
Конечно, помимо недостатков (топлива такому созданию требуется на порядок больше), теплокровность дает грандиозные преимущества: мы теперь вполне самостоятельны и не зависим от температуры окружающей среды, как какие-нибудь крокодилы или рептилии, которые поутру выползают на солнышко и часами разогреваются до рабочей температуры. У некоторых хладнокровных тварей даже есть специальные кожистые «паруса», играющие роль радиаторов. Они распускают их навстречу солнцу, чтобы разогревшаяся в этом солнечном «парусе» кровь побыстрее разнесла тепло по телу. Сквозь эту кожистую пленку на просвет даже видны ниточки сосудов.
Нам внешний обогрев не нужен, у нас есть внутренняя топка. Мы автономны. Причем рабочий диапазон температур у человека поддерживается в очень узких пределах. Температура тела, хотя и колеблется вслед за суточным ритмом (самая низкая температура у человека от 4 до 6 часов утра, самая высокая к вечеру, а также после приема пищи и во время работы), но общий размах колебаний в штатном режиме не превышает 1–1,5 градусов. Если смотреть по локализации, то мы увидим, что температура мозга и внутренних органов повыше, а температура кожи пониже, однако в целом нормальной человеческой можно считать температуру в 37 градусов.
Примечательно, что все остальные теплокровные функционируют практически в том же температурном диапазоне. Лошадь работает при 39°С, овца при 39°С, бык при 39°С, свинья при 39,7°С, кролик 39,8°С, у обезьян температура 38,1°С, у птиц она повыше и переваливает за «сороковку»… То есть практически все теплокровные существа работают в довольно узком диапазоне температур – от 36 до 42 градусов Цельсия.
Почему? Биологи ответа на этот вопрос не знают. Потому как ответ лежит вне рамок биологии. И даже вне рамок химии. Он – в физике. Дело тут в свойствах основного теплоносителя – воды, ведь 70 % нашего тела состоит из нее, родимой. Вода является главным аккумулятором тепла в нашем теле – точно так же, как океаны являются главным аккумулятором тепла для планеты в целом.
А вода имеет одно интересное свойство (точнее, не одно, но о других парадоксальных свойствах воды мы поговорим позже) – ее теплоемкость экстремально зависит от температуры. Вы, конечно же, помните, что такое удельная теплоемкость вещества – это количество энергии (в калориях), которое нужно вбухать в килограмм этого вещества, чтобы повысить его температуру на 1 градус. Теплоемкость воды вообще чудовищна, она в разы выше, чем у других веществ. Прекрасный накопитель тепла!
Так вот, теплоемкость воды минимальна в диапазоне температур от 36 до 40 градусов. Именно в эту потенциальную ямку и закатились теплокровные организмы. Поняли, в чем суть? Нам все время надо подогреваться – поддерживать температуру тела выше температуры окружающей среды. Иными словами нам все время нужно греть воду. И выгоднее всего делать это в означенном диапазоне температур, потому что для нагрева килограмма воды при температуре 37°С требуется меньше всего энергии. Энергетически это самая выгодная для поддержания температура. Любой конструктор сделал бы то же самое, проектируя «движок» млекопитающих.
Так что знание физики для понимания человеческой сути – штука немаловажная! Поэтому в 1992 году в МГУ был открыт факультет фундаментальной медицины, где готовят редких специалистов – врачей со знанием фундаментальных наук – физики, химии, математики, молекулярной биологии. Там проводятся семинары по «медицинской физике», и никого это уже не удивляет. Правда, как я понял, основная идея в создании подобного факультета заключалась в том, что в медицину нынче приходит довольно сложное оборудование, основанное на физических принципах – ультразвуковое, лазерное… Известный ныне всем томограф, например, основан на эффекте ядерно-магнитного резонанса, то есть «резонансного поглощения электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер». И хотелось бы, чтобы врачи хотя бы в общих чертах, так сказать, понимали, о чем речь, а то ведь они пользуются этими штуками, как обыватель телевизором – включают и выключают, а что внутри и как работает – бог весть.
А ведь когда-то физику и медицину создавали одни и те же люди, их тогда называли естественниками! И разделение между ними произошло не более сотни – полутора сотен лет назад.
Мало кто знает, что Томас Юнг, которого мы все с вами проходили в школе на уроках физики в разделе о волновой природе света, был врачом.
Уильям Гилберт, которого называют отцом электромагнитных исследований, был придворным врачом при дворе Елизаветы I. Он изобрел электроскоп, ввел в науку понятие магнитного полюса и выпустил в 1600 году фундаментальный труд «О магните, магнитных телах и великом магните Земли».
Герман Гельмгольц, который разработал термодинамическую теорию химических процессов, ввел понятие свободной энергии, заложил основы вихревой гидродинамики и прописал на языке математики закон сохранения энергии, закончил Военно-медицинский институт в Берлине и работал эскадронным хирургом гусарского полка в Потсдаме, а диссертацию защитил по строению нервной системы. Именно он открыл нейроны, и было ему на тот момент всего 22 года.
Какие люди! Глыбы!.. И перечислять эти глыбы можно долго.
Каждому школьнику известен маятник Фуко, но не каждый школьник знает, что Фуко был дипломированным врачом… Такие фундаментальные для физики понятия, как температура и градус, ввел в обиход античный медик Клавдий Гален… В гидродинамике динамическую вязкость меряют в пуазах в честь французского врача Жана Пуазейля… В механике вал, передающий крутящий момент под углом, назван в честь его изобретателя – итальянского доктора Джероламо Кардано… Знаменитый медик Сеченов открыл закон растворимости газов в водной среде в зависимости от присутствия в ней электролитов…
Да, были люди. Не то, что нынешнее племя! Нынче все чаще можно услышать слова о кризисе в науке, которая слишком обузилась, потеряла широту охвата, а ведь только с больших высот соседних наук можно уловить некие общие тенденции, действующие и в твоей родной специальности. Разве построил бы свою замечательную металлогидридную теорию геолог Владимир Ларин, если бы не поднялся из глубин геологии до высот астрофизики и физики электромагнетизма?
К сожалению, современные студенты и школьники любят лениться и задаваться вопросом: «А зачем мне это надо?» Зачем мне, врачу, знание физики?.. Зачем мне, гуманитарию математика?.. Для чего мне, биологу, квантовая механика?..»
Доктор биологических наук Юрий Петренко описывал случай, как студенты-медики упомянутого выше факультета фундаментальной медицины писали контрольную по фотобиологии. Фотобиология изучает взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, это стык физики и химии с уклоном в молекулярную биологию. Считается весьма перспективным направлением в борьбе с онкологическими болезнями. Так вот, контрольную студенты-медики завалили – почти половина получила двойки. Несмотря на то, что вопросы все были в рамках уже прослушанных ими лекций. Но лекции были студентами прослушаны в самом прямом смысле этого слова – вся информация пролетела мимо их ушей: они просто не посчитали нужным углубляться в физическую сущность процессов фотосинтеза. При дальнейшем разбирательстве выяснилось: хуже всего работу написали те, у кого в школе были нелады с физикой.
«В стопке контрольных работ мне попался листок со стихами, – отмечал Петренко. – Студентка, не сумевшая ответить на вопросы, в поэтической форме… восклицала: «Что делать? Ведь мы – медики, нам формул не понять!»
А потом они нас лечат…
Тем любопытнее смотреть на людей, которые ушли в сторону и вверх, чтобы обозреть свою или соседнюю кочку с высоты птичьего полета.
Глава 1. Кровь, текущая по трубам
Господь живет на 12-м этаже, на улице Молдагуловой. Один глаз у него не видит, а второй видит плохо, поэтому Создатель нашаривает на столе очки с толстыми линзами, отломанная дужка которых примотана изолентой, надевает их, берет карандаш и начинает проектировать Адама. Точнее, его сердечно-сосудистую систему. Ему это сделать несложно, поскольку образование у Создателя-человека соответствующее – он инженер-гидравлик.
На свете существует небольшое число увлеченных граждан, на которых держится мир. Один конструирует в сарае самобеглую коляску; другой у себя дома в перерыве между приемом пациентов, проводит опыты с электричеством; третий размышляет о вопросах бытия; четвертый – сумасшедший, одинокий, заросший бородой, живущий в убитой хрущевке, с нестрижеными ногтями – всю жизнь бьется, чтобы доказать никому не нужную математическую теорему, к середине жизни доказывает ее и потом отказывается от призового миллиона долларов.
Все лучше, чем водку пить…
Когда я зашел в жилище к Ивану Голованову, на меня пахнуло душным теплом. Право, даже на лестничной площадке было прохладнее! Я сразу покрылся потом и затосковал о своей кондиционированной квартире. Небывалая жара стояла уже больше месяца, Москва изнывала от торфяной гари, и было невозможно спать ночью: нагретый за день бетон всю ночь отдавал в квартиры тепло, нарушая сон сердечников и мучая стариков.
В этой однокомнатной квартире пахло старостью. И пылью. Застекленный балкон завешан какими-то разнокалиберными разноцветными тряпками, закрывающими от солнца, окна открыты, а в комнате тарахтит старинный вентилятор 60-х годов XX века, развевая тюлевую занавеску. На кухне двухконфорочная плита, стол с клеенкой, немытая посуда в раковине. В доме царит неухоженность, присущая старым людям, когда на красоту и уборку уже не хватает сил, и организм смиряется с пылью, захламленностью – хватило бы сил только на себя.
В квартире живут двое стариков – Иван Иванович Голованов и его очень больная супруга. Она практически не видит. И плохо ходит. Но хорошо слышит. И когда я стреляю в Ивана Ивановича жесткими вопросами, она не выдерживает и выходит из-за небольшой перегородочки, которой старики разделили свою однокомнатную квартиру, чтобы выделить «спальню», и начинает помогать ему:
– Ты все не так объясняешь!.. Скажи про вот это.
И тогда Голованов пытается объяснить по-другому, открывая какие-то схемы и подсовывая мне новые графики. Он говорит, а я украдкой оглядываю тесное пространство вокруг, загроможденное книгами, стопками пожелтевших листов, десятками старинных сувенирчиков и пыльных безделушек, подаренных кем-то когда-то на протяжении долгой жизни. Они не нужны. Но их жалко выкинуть. Старики никогда ничего не выкидывают. Выкидывают потом наследники, вынося в огромных крафтовых пакетах к мусорным бакам то, что уже никогда никому не понадобится.
У них за плечами целая жизнь. О которой можно долго рассказывать.
– Вы не думайте, что он у меня дурачок, – пытается защитить беззубая старушка своего мужа. – Он был один из тех, кто остановил поворот северных рек в Азию!
– Было такое, я писал отрицательное заключение на этот проект, – кивает Голованов. – Добро бы если б они сделали накопительное водохранилище многолетнего регулирования и паводковый сток сбрасывали в Азию. А то ведь они ведь хотели Иртыш завернуть и противотоком погнать в Казахстан, а он – главный приток Оби, значит, и Обь обмелела бы.
– Да все равно эти реки на северах никому не нужны, – машу я рукой, вспоминая эту позднеперестроечную историю. – Бездарно сливаются в океан.
– Вот и нам так отвечали! Вы это бросьте – «не нужны»… Это наша вода! Мы ведь о будущем думали. Теперь вот Азия отделилась, а реки нам самим пригодятся, в XXI веке пресная вода станет самым дефицитным товаром, она будет дороже газа и нефти. Я-то уж не доживу, но мне спокойно, что ресурс сохранили. Будет, что продавать. Это же миллиарды стоит!
Я киваю и продолжаю оглядывать бедное стариковское жилье. На стенках висят бледно-коричневые фотографии с лицами пятидесятых годов. Оказывается, супруга Голованова была когда-то весьма симпатичной женщиной. Как меняет людей старость, как уродует она, вот бы ее отменить!.. Супруга, как и ее муж, по специальности инженер-гидравлик. И сейчас, поскольку то ли понимает его правоту в «сердечном вопросе», то ли просто жалеет, поддерживает мужа в его борьбе с официальной наукой и эмоционально переживает все его неудачи. Пока глаза видели, она переводила его работы на английский. Но все тщетно.
– Это никому не надо! – Порой отчаянно маша рукой, восклицает Иван Иванович. – Они отвергают одну мою статью за другой просто потому, что не понимают физики процессов!.. Мне жена, у которой сердце за меня болит, говорит: да что ты все человечество спасаешь! подумай лучше обо мне! И я понимаю, что она права. Нужно думать о своих близких, о семье. Брошу все…
Он так говорит, но я знаю, что не бросит, и когда я уйду, старик снова уставится в компьютер через толстые очки зрячим глазом и, стукая по клавиатуре одним пальцем, будет набирать в журнал «Кардиология» очередную ненужную статью, формул и посылов которой медики все равно не поймут. Это же не статья про корвалол, это физическая теория сердца.
Сидя на скрипучем, рассохшемся стуле и обливаясь потом от духоты, я понимаю, насколько тяжело будет старикам пережить это лето.
– Вчера утром недоглядели, проспали, и в открытые окна налетел дым от горящего торфяника, – жаловался Голованов. – Дышать нечем было…
Увлекся системой кровообращения советский инженер Голованов не от хорошей жизни. Умирал от инсульта его тесть-врач, умирал тяжело, страдая от пролежней, и вот тогда Иван Иванович задумался о роли крови и подводящей кровь системы в человеческом организме. В этой книге будет достаточно подобного рода людей – которые ринулись покорять вершины не от хорошей жизни, а потому что приперло. Это очень характерно для смелой советской интеллигенции – вторгаться в незнакомые области и копать, копать новую область знания с упорством неофита и багажом смежной науки, чтобы потом обнаружить нечто необычное и… убить остаток жизни на доказывание очевидного и терпеть вечные поношения.
– Когда я начал читать медицинские книжки о работе сердца со своими знаниями гидравлики, то сразу понял – существующая теория сердца полностью неверна, – раскладывает передо мной графики Голованов.