Парадокс (греческое «пара» - «против», «докса» —
«мнение») – это нечто необычное и удивительное, то что расходится с привычными
ожиданиями, здравым смыслом и жизненным опытом.
Наличие
парадокса стимулирует к новым исследованиям, более глубокому осмыслению теории,
ее «очевидных»
и нередко приводит к полному ее пересмотру.
Одна из древнейших интеллектуальных головоломок, которая уже
две тысячи лет не дает покоя философам, логикам и математикам - парадокс лжеца.
Представьте человека, который произносит: «То, что я сейчас
говорю, — ложь». Если высказывание истинно, значит, он действительно говорит
правду, однако утверждает он, что лжет. Следовательно, оно должно быть ложным.
Но если оно ложно, значит, он не говорит правду, то есть на самом деле он не лжет.
Следовательно, оно истинно. Это, казалось бы, безобидное предложение заводит
логику в тупик. Оно истинно тогда и только тогда, когда оно ложно.
В
конце XX века слово «экология» стало у всех на слуху, только его значение
оказалось совсем иным, чем изначальное «наука о взаимодействиях живых
организмов между собой и с их средой обитания». Все чаще это слово становится
синонимом загрязнения. Как верно подметил академик АН СССР Н.Н. Моисеев:
«Сегодня термин «экология» стал применяться очень широко по самым различным
поводам (по делу и не по делу). И процесс этот, по-видимому, необратим. Однако
чрезмерное расширение понятия «экология» и включение его в жаргон все же
недопустимо. Так, например, говорят, что в городе «плохая экология». Выражение
бессмысленное, ибо экология — научная дисциплина, и она одна для всего
человечества. Можно говорить о плохой экологической обстановке, о
неблагоприятных экологических условиях, о том, что в городе отсутствуют квалифицированные
экологи, но не о «плохой экологии». Ведь это так же нелепо, как сказать, что в
городе плохая арифметика, плохая физика или плохая химия ртути.
Нельзя
обойти вниманием и вопиющую безграмотность выражений «болезни плохой экологии»,
«продаются коттеджи в районе с хорошей экологией», «экология заводского цеха»,
«экология улиц города», «экологически чистое производство». Такого не бывает,
ибо любое производство прямо или косвенно отнимает энергию у биосферы».
На
одной из экологических конференций известный ленинградский эколог профессор Новиков
Л.А., любящий меткую шутку, привел несколько несуразностей, появлявшихся на
страницах печати: «экологическая жилетка», «экологический велосипед» и даже…
«экологическая порнография». В списке лингвистических шедевров попадаются
такие, как «экология души», «экология литературного творчества», «плохая
экология — причина аппендицита»,
«экологическое материнство», «последствия экологии». В выставочном зале
«Интенсификация-90» в Санкт-Петербурге с успехом прошла выставка «Экология
женщины», после чего в петербургских газетах промелькнуло выражение
«экологически чистые девушки».
Иллюстрации: freepik, magnific.com; muhammad Shahid, vecteezy.com
Вышеизложенное
напоминает следующую ситуацию. «В 20-е годы XX века в советских школах
считалось неприличным грамотно писать, поскольку это было не
по-пролетарски. За излишнюю грамотность
могли даже написать донос» [Мирочник Е. Нужное чтение. 1000 новых интересных
фактов для ума и развлечения. СПб.: Питер, 2014].
Кофейный парадокс
Парадоксальный эффект при употреблении кофе — это
ситуация, когда вместо ожидаемого бодрящего действия человек испытывает
сонливость, расслабление или другие противоположные ощущения. По некоторым
данным, такой эффект может наблюдаться примерно у 10% людей, употребляющих
кофе. Некоторые замечают, что после чашечки бодрящего напитка иногда хочется
лечь и уснуть. Почему?
В нашем организме все продумано. Когда организм устает, у
нас вырабатывается вещество аденозин, которое обладает тормозящим воздействием
и способствует засыпанию. Кофеин похож на него по строению и, попав в наш
организм, занимает место аденозинового рецептора. Тем самым просто-напросто
оказывает аденозиновое тормозное влияние, своеобразный антитормоз. Через 30-40
минут аденозин легко вымещает с рецептора кофеин. Чем больше ваша усталость
(что логично вечером), тем больше у вас аденозина, и тем более выраженным будет
эффект сонливости от кофе. Так что бодриться кофе при накопившейся усталости
совсем плохая идея.
Фото: Lucas Andrade, pexels.com
Установлено, что у водителей грузовиков, употребляющих
кофе, большое количество аварий происходит на участке от
30 до 50 км от начала маршрута. Причина – люди ожидают бодрящего
эффекта от кофе, но получают противоположный результат: кофе употребляется
слишком часто и перестает «работать».
Французский писатель Оноре де Бальзак спал
с шести-семи вечера до часа ночи, затем еще часа полтора утром,
посвящая остальное время работе над книгами, еде и редкому общению
с близкими. Такой ненормальный ритм он поддерживал сначала
с помощью пятидесяти чашек кофе в день — в среднем, одной
чашки в 20 минут, а затем, когда кофеинизм стал прогрессировать,
начал и просто есть сухие молотые кофейные зерна, имеющие почти
те же свойства, что и готовый напиток.
Оноре де Бальзак. Иллюстрация: Knowledge Magazine, bridgemanimages.com
Положительные или негативные эффекты кофеина зависят от
того, какое количество этого вещества поступило в организм человека. Например,
прилив энергии, бодрость, повышенный жизненный тонус и хорошее настроение у
многих людей наблюдается при приеме 200-250 мг кофеина, что соответствует
примерно 2-3 чашкам кофе в день. Однако, если доза кофеина превышает 500 мг,
человек может испытывать напряжение, повышенную тревогу, возбуждение,
раздражительность и дрожание конечностей. У некоторых людей, чувствительных к
кофеину, иногда наблюдается тошнота, головокружение, подьем давления и
тахикардия.
Парадоксы в
токсикологии
Уникальный аспект парадоксальных эффектов в токсикологии сводится
к следующему - по мере уменьшения дозы или концентрации воздействующего яда
токсичность его увеличивается, и наоборот, при увеличении дозы – эффект
уменьшается.
Парадоксальные эффекты выглядят провалами на кривых
«доза–эффект». В ряде случаев кривые, описывающие парадоксальную зависимость,
имеют два провала. Общего аналитического выражения дозовой зависимости реакции
организма на химическое воздействие в области эффективных доз пока не
установлено, и все наблюдаемые варианты дозовых зависимостей (аппроксимационные
кривые) распределены на три группы: S-образные кривые, показательные
(экспоненциальные) кривые и сложные зависимости (парадоксальные эффекты).
Основные зависимости «доза-эффект»: а – S-образные; б – экспоненциальные; в – бимодальные (парадоксальные). Иллюстрация: Г. Т. Фрумин, «Занимательная токсикология»
Одно из важнейших обобщений в токсикологии состоит в
признании того, что большей дозе токсиканта соответствует, как правило, большая
выраженность биоэффекта. Однако в середине 1980-х гг. в работах ряда
исследователей были получены неожиданные результаты при изучении
закономерностей биоэффектов физиологически активных веществ в области малых и
сверхмалых доз или концентраций (в интервале 10– 5…10– 17
моль и менее). При уменьшении концентрации вещества (на 1 – 2 порядка) эффект
закономерно снижается, затем наступает «зона молчания» (при более низких
концентрациях эффект не наблюдается), а далее при еще более низких
концентрациях, отличных от первоначальных на 4 – 6 порядков, эффект возникает
снова. Это явление получило название эффекта сверхмалых доз (СМД) или
сверхмалых концентраций (СМК). Такой эффект наблюдался при исследовании
разнообразных химических агентов: регуляторов роста растений, противоопухолевых
препаратов, нейропептидов и гормонов, иммуномодуляторов, антиоксидантов и
других, как белковых, так и небелковых соединений.
Парадоксальные эффекты реализуются гораздо чаще, чем
фиксируются в научной литературе. Их не всегда удается наблюдать только потому,
что они появляются ниже или выше границ изучаемых концентраций ксенобиотиков
или в области промежуточных концентраций, которые не рассматривались. В других
случаях, когда парадоксальные эффекты казались совершенно очевидными по
экспериментальным данным, их просто не учитывали. Кроме того, парадоксальные
эффекты могут выявляться в более отдаленное время, чем это определено рамками
конкретного эксперимента. В результате они могут быть просто упущены. Однако,
если увеличить время наблюдения за биообъектом, сравнимый эффект может быть
достигнут при действии значительно более низких концентраций ксенобиотика.
Парадоксальные эффекты широко распространены в физиологии
многих биообъектов в самых разнообразных условиях, а также в химических
системах. В литературе довольно полно описан один из частных случаев бифазной
зависимости «доза – эффект», так называемое явление гормезиса. Гормезис
представляет собой двухфазный ответ на воздействие ксенобиотика – стимуляция
эффекта при низкой концентрации и ингибирование – при высокой концентрации. Идея
гормезиса получила научное признание относительно недавно. Одной из причин
долгого непризнания механизма гормезиса было его сходство с гомеопатией.
Типы кривых «доза—эффект», отражающие наличие гормезиса. Иллюстрация: Г. Т. Фрумин, «Занимательная токсикология»
В средние века юным наследникам трона в Европе с детства
давали малые дозы ядов, чтобы они адаптировались к ним и при вошествии на
престол были подготовлены к отравлению.
Имя «Митридат» означает «верный Митре» - богу
чести и преданности. Митридат Евпатор использовал смертельный яд, который
изготавливали для него врачи-шаманы, сопровождающие правителя повсюду. Их звали
«агары», они прославились благодаря целебным зельям, которые получали из
различных змеиных ядов. Понимая, что в ближайшем кругу яд был излюбленным
оружием, царь пытался придумать необычный план, чтобы пережить его последствия.
Основа его схемы заключалась в том, что периодически он употреблял крошечные
дозы токсинов и инфекционных веществ, благодаря чему у его организма
вырабатывался определенный иммунитет против этих токсинов. Он исследовал
свойства многих ядов, выработал иммунитет, чтобы избежать самых серьезных
последствий.
В стремлении найти мифический
териак, мнимое универсальное противоядие, которое должно было излечивать все
отравления, Митридат не остановился и начал экспериментировать с лекарственными
растениями на пленных, которых ранее отравили или укусили ядовитые змеи или скорпионы. В конце концов, ему удалось создать смесь из пятидесяти
четырех лучших противоядий, которая в сочетании с медом представляла собой
препарат, используемый Митридатом для защиты.
Это противоядие прозвали «митридатом».
Митридат VI Евпатор
погиб в 63 году до н. э. в Пантикапее (современная Керчь).
Его смерть стала результатом предательства близких и крушения его
государства.
Великий
Эллин решился на самоубийство. Вместе со своими дочерями он принял яд, который
всегда носил с собою в рукояти меча. Однако и здесь судьба посмеялась над
великим правителем. Девушки, пожелавшие разделить участь отца, умерли сразу,
однако на самого царя зелье подействовало не так как надо. Дело в том, что
Митридат имел привычку постоянно употреблять яды в малых дозах, чтобы уберечь
себя от отравления. Адаптированный организм не пожелал умирать. Эта поистине
великая трагедия закончилась тем, что Митридата закололи мечом.
Хотя парадоксальный эффект имеет место при действии
химических веществ на биологические системы разных уровней организации
(организменный, клеточный, субклеточный), механизм его в большинстве случаев
неясен, и в настоящее время четкое объяснение природы этого феномена
отсутствует. Тем не менее, для ряда случаев механизм парадоксальных реакций
установлен. Так, например, выяснено, что некоторые ферменты в процессе
взаимодействия с ядом могут существенно отличаться по своей чувствительности к
ингибитору или к промежуточным продуктам, которые накапливаются в результате
ингибирования. В этих условиях активность биохимической системы, связанной с
метаболизмом данного яда, может парадоксально реагировать в ответ на увеличение
дозы ингибитора.
Радиобиологический парадокс
Это понятие, введенное Н. В. Тимофеевым-Рессовским
в 1920–1930-х годах, обозначает несоответствие между ничтожным количеством
поглощенной энергии ионизирующего излучения и крайней степенью реакции
биологического объекта, вплоть до летального исхода.
Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский. ru.wikipedia.org
Для человека смертельная поглощенная доза при однократном
облучении всего тела гамма-излучением равна 6 Гр (6 грей). Если
пересчитать эту энергию в тепло, то организм нагреется всего лишь на 0,0014°C.
При этом такое воздействие может привести к гибели. Радиобиологический
парадокс обусловлен тем, что косвенное действие радиации на организм
значительно больше, чем ее прямое действие.
Основной парадокс радиобиологии. Сравнение результата проявления одной и той же величины энергии ~ 280 Дж (67 кал), но полученной различными способами. nuclphys.sinp.msu.ru
Однажды британский премьер-министр Бенджамин Дизраэли
сказал: «Существуют три вида обмана: ложь, наглая ложь и статистика».
Можно не верить статистике, но вот конкретные факты.
Многие известные ученые, конструкторы, руководители атомной
отрасли прожили долгую жизнь. А ведь они работали с ядерными материалами, и
многие при этом переоблучались.
Андрей Бочвар (металлургия плутония) — 84
года. Юлий Харитон (один из руководителей советского проекта
атомной бомбы) — 91 год. Ефим Славский (один из руководителей
проекта по созданию советского ядерного оружия, позднее руководитель советской
атомной промышленности) — 93 года. Николай Доллежаль
(конструктор ядерных реакторов) — 101 год. Дмитрий Шустов
(радиохимик) — в 1996 году, когда он давал интервью, ему шел 95-й год. На
вопрос корреспондента, как ему удалось выжить и сохранить здоровье, долгожитель
отшутился: «Я часто мыл руки, и не только перед едой». Аркадий Бриш
(конструктор ядерных боеприпасов, разработчик и испытатель первого советского
заряда для атомной бомбы) — в 2014 году, в 97-летнем возрасте, прочитал лекцию
на Выставке достижений народного хозяйства.
Текст: Григорий Фрумин, доктор химических наук, профессор
