Клетка быстрее компьютера: как простой триптофан разрушает наши представления о жизни

Оказывается, самая мощная вычислительная система на планете находится не в лаборатории и не в серверной, а внутри каждого из нас. Простая клетка, лишённая мозга, может обрабатывать информацию со скоростью, недостижимой даже для самых продвинутых суперкомпьютеров. Ответ может скрываться в квантовой физике — точнее, в загадочном явлении под названием суперрадиантность.

Что увидел Шрёдингер 80 лет назад

Ещё в 1940-х Эрвин Шрёдингер в лекциях "Что такое жизнь?" предположил: в живых организмах действуют пока не открытые квантовые процессы, играющие ключевую роль в стабильности генетической информации.

Тогда это звучало почти как фантастика. Ведь биология — это мир хаоса, тепла и случайностей. А квантовая физика — мир абсолютного холода и точности.

Однако физик из Howard University Филип Куриан решил проверить эту гипотезу. И наткнулся на нечто удивительное.

Триптофан: больше, чем аминокислота

Исследование Куриана началось с триптофана — аминокислоты, которую мы получаем из еды. Обычное вещество, присутствующее в яйцах, мясе, орехах.

Однако в определённых условиях триптофан ведёт себя странно: множество молекул, взаимодействуя с одним фотоном, начинают испускать свет в унисон — гораздо интенсивнее, чем поодиночке.

Это явление и есть суперрадиантность.

Когда такие скоординированные квантовые вспышки происходят в структурах вроде микротрубочек внутри клетки, возникает гипотеза: возможно, передача и обработка информации у живых организмов происходят вовсе не на уровне биохимии, а с помощью квантовых эффектов. Причём с невероятной скоростью — в миллиарды раз выше привычной.

Клетка как квантовый компьютер

Куриан предполагает, что триптофан образует внутри клетки нечто вроде квантовой оптоволоконной сети. Эта сеть может быть способна передавать данные мгновенно — и без участия нервной системы. Особенно это касается грибов, растений и бактерий, которые, по его словам, являются основными "вычислительными машинами" на планете:

Новая эра в науке о жизни

Может ли это объяснить стремительную эволюцию? Или тот факт, что простейшие формы жизни порой действуют рациональнее человека?

Если Куриан прав, то биология и квантовая физика — больше не враги. Они — союзники. И клетки — это не просто биологические единицы, а вычислительные суперсистемы, запрограммированные самой природой.

Уточнения

Кле́тка (лат. cellula, греч. κύτος) — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.