Часть 1. Истина
Часть 2. Вселенная
Андрей Тихонов , д.т.н., зав. кафедрой физики ИГЭУ
Самой большой проблемой науки является проблема непонимания сути такого очевидного феномена, как жизнь. И чем больше успехи физики (науки, лежащей в основе мировоззренческого базиса современной цивилизации) в изучении неживой материи, тем сильнее оттеняются ее неудачи в изучении живых систем. В результате в конце XIX века Больцман был вынужден заявить, что жизнь возникла вследствие какой-то случайности. И до сих пор многие учителя твердят нашим детям, что жизнь – это глобальная случайность, имеющая пренебрежительно малые шансы на то, чтобы быть повторенной хотя бы на одной из бесчисленных планет Вселенной. И это притом, что уже в начале XX века Вернадский заявлял и убедительно доказывал, что жизнь – это неизбежное следствие глобального процесса эволюции Вселенной . Более того, согласного одному из законов Вернадского, жизнь на Земле появилась практически одновременно с рождением планеты. И доказательства этому обнаруживаются в самых древних пластах земной коры.
Почему же физика относит феномен жизни в разряд случайности, по сути дела, отказывая ей в праве на существование где-либо еще, кроме Земли? Потому что жизнь не желает считаться с одним из основополагающих законов физики – принципом роста энтропии (вторым началом термодинамики). Этот принцип вовсе не нарушается в живых организмах, наоборот, во всех процессах жизнедеятельности организма он выполняется. Но в итоге, вместо того, чтобы накапливать энтропию (хаос, беспорядок), живой организм наращивает порядок, выводя хаос в окружающую среду. Другими словами, жизнь научилась «обманывать» один их наиболее фундаментальных законов природы, формально подчиняясь ему, но фактически противопоставляя себя этому «дыханию смерти» на каждом шагу. Согласно определению Шредингера, именно способность противостоять энтропии (беспорядку, хаосу) является главным отличием живого от неживого.
Одной из основных проблем в понимании жизни является отсутствие четкого определения, что такое жизнь. Чаще всего пользуются определением Энгельса, согласно которому жизнь есть способ существования белковых тел, состоящий в постоянном самообновлении составных частей этих тел. Но такое определение «не дает права на жизнь» любым небелковым системам. Например, некоторые исследователи утверждают, что поведение шаровых молний иногда напоминает поведение живых существ. Но вопрос о том, являются ли шаровые молнии живыми существами, в науке в принципе не рассматривается, так как они явно не состоят из белковых соединений.
Пока общепризнанным является то, что простейшей (элементарной) формой жизни является живая клетка. Является ли живым организмом вирус? Ведь вирус – это, по сути дела, сложная молекула. Можно ли молекулы (пусть даже очень сложные, пусть даже построенные на основе нуклеиновых кислот) считать живыми существами? Если да, тогда можно ли к живым существам отнести более простые молекулы, например молекулу фермента лизоцима, входящего в состав нашей иммунной защиты? Эта молекула имеет форму своеобразного шарика, напоминающего по своим очертаниям не совсем сжатый человеческий кулак. Эта приоткрытая «пасть» всегда готова «укусить» и при первой возможности захватить определенные молекулы (полисахариды), которые входят в состав бактерий. Захватив полисахарид, белковая молекула сжимает свою «пасть» и рвет добычу пополам. После этого молекула лизоцима восстанавливает свою пространственную структуру: «пасть» снова приоткрывается и готова расправиться со следующим врагом.
Некоторые специалисты-почвоведы всерьез утверждают, что почва – это вовсе не субстрат, на основе которого развивается жизнь, почва – это живой организм! Почву нельзя создать, она нарождаться только путем размножения (точнее умножения), для почвы характерны процессы дыхания, ферментации (биологического катализа) и другие, отличающие живые организмы от неживых объектов. А организмы, живущие в почве, настолько тесно связаны друг с другом симбиотическими связями, что способны существовать только в этом органичном единстве и поодиночке немыслимы.
Кто-то склонен относить к простейшим формам жизни даже минералы (некоторые камни могут двигаться, расти, размножаться делением). Или все-таки жизнь может существовать только в белковой форме? Тогда, встретив небелковую жизнь, нам следует презрительно отвернуться от нее? Чем меньше степень подобия человека с какой-то сложной самоорганизующейся системой, тем меньше шансов на взаимопонимание, тем меньше вероятность того, что мы признаем ее живым организмом.
Существует ли какой-то универсальный индикатор жизни? Оказывается, есть такой. Одним из признанных индикаторов белковой жизни является оптическая асимметрия биоорганики, то есть ее способность поворачивать плоскость поляризации света. Так, растворенный в воде сахар, полученный, например, из свеклы, поворачивает плоскость поляризации света, в то время как сахар, синтезированный химическим путем, оказывается оптически нейтральным (не поворачивает плоскость поляризации). Оказывается, молекулы сахара, оставаясь похожими, могут зеркально отличаться друг от друга, как правая и левая рука. В искусственном сахаре с равной вероятностью встречаются как «правые», так и «левые» молекулы. В «живом» сахаре встречаются только молекулы одного типа. Причем если в раствор синтетического сахара поместить бактерии, то они съедят только «живой» сахар и не притронутся к «мертвому». После этого раствор оставшегося «мертвого» сахара будет поворачивать плоскость поляризации в обратную сторону.
Корни этого избирательного свойства жизни следует искать, по-видимому, в более глубоких асимметриях, характерных для всей природы. Так, известно, что среди «неживых» кристаллов никогда не встречаются пятиугольные формы. Зато пятиугольные, пятигранные и пятилучевые формы очень распространены именно в строении живых организмов или объектов, созданных живыми организмами. Таким образом, пятеричная симметрия свойственна только для живых систем и не свойственна костной (неживой) материи. В свою очередь, пятеричная симметрия напрямую связана с так называемой «золотой пропорцией»
Под золотой пропорцией понимают такое деление отрезка на две части, при котором отношение меньшей части к большей равно отношению большей части к целому отрезку. Численно это равно 0,618, или 61,8%. В строении всех живых организмов прослеживается золотая пропорция. Например, линия пояса делит человеческое тело в отношении, близком к 0,618, линия шеи делит верхнюю часть тела в этом же отношении, руки и ноги делятся суставами в золотой пропорции и т.д. Такое деление человек интуитивно воспринимает как красивое. Поэтому не совсем достаточную длину ног женщины успешно компенсируют высокими каблуками, а в прошлом для этих же целей практиковался завышенный пояс. О красоте золотой пропорции знают архитекторы, художники и даже писатели и музыканты, стремящиеся создать кульминацию именно на 0,618 части от начала произведения.
Как выяснилось, золотая пропорция характеризует не только строение, но и поведение живых организмов, которое оказывается предсказуемым (упорядоченным) на 61,8% и непредсказуемым (случайным) на 38,2%. Такое соотношением порядка (определенности, стабильности, предсказуемости, повторяемости) и хаоса (неопределенности, случайности, изменчивости, непредсказуемости, неожиданности) в живом организме позволяет ему существовать долго и устойчиво, адаптируясь к условиям среды в целях достижения подобия (гармонии) с природой. Стабильность строения и поведения гарантирует организму сохранение структурного ядра – основы жизни. Некоторая доля изменчивости обеспечивает выживаемость, то есть позволяет органично вписываться в окружающую среду и закрепляться в ней.
Если мы действительно нашли индикатор жизни, то нас ждет поразительное открытие: такому индикатору соответствуют не только все известные живые организмы, но и такие объекты природы, как планета Земля, кора которой выложена из пятиугольных плит, Солнечная система (согласно закону Боде, орбиты планет соотносятся друг с другом в золотой пропорции), спиральные галактики, в том числе наша галактика Млечный путь. Анализ количества содержания во Вселенной изотопов водорода дает основания полагать, что весь мир построен по принципу золотой пропорции.
То есть не только планета Земля, но и вся Вселенная, по-видимому, являются живыми существами, точнее, составляют единую иерархическую живую систему. Об этом, в частности, свидетельствует множество фактов и открытых нами законов природы. Например, принцип Пастера – Реди говорит о том, что все живое происходит только от живого . Никогда еще не наблюдалось самозарождение живого существа из изначально неживых компонентов. Правда, господствующая в настоящее время в науке теория Опарина утверждает, что когда-то в прошлом такое все же случилось у нас на Земле, и из неживой материи вследствие случайных процессов народилась жизнь. Это противоречит и фундаментальным законам физики и законам математической статистики. Противоречие Пастера – Реди полностью устраняется, если увидеть, что сама планета является живым существом. И никогда жизнь на Земле не самоорганизовывалась, просто живая планета в своем эволюционном развитии со временем порождает все более сложные системы, которые мы собственно и называем живыми организмами, не замечая при этом живую планету. Только живая планета способна порождать жизнь.
Наша близорукость в плане поиска жизни во Вселенной не позволяет нам увидеть жизнь даже у себя под носом. Например, мы считаем, что муравей – это живое существо, а муравейник – это колония (семья) живых существ. Однако именно муравейник имеет большее право называться живым организмом, чем каждый муравей в отдельности. Жизнь на Земле эволюционировала по пути усиления органичности социумов (колоний) живых организмов. Так, в ходе эволюции колоний одноклеточных существ однажды возникли многоклеточные существа, то есть мы. Но мы не перестали при этом быть колониями одноклеточных существ . Еще раньше в ходе эволюции колоний живых молекул однажды возникли сами одноклеточные существа. Живая клетка – это колония живых молекул . В далеком прошлом некоторые колонии насекомых приобрели такую же степень органичности, что и наши тела. Единственное отличие муравейника от меня состоит в том, что «клетки» муравейника более подвижны, чем клетки моего тела. Во всем остальном мы подобны друг другу. Докажите мне, что муравейник – это не организм, а колония живых организмов, и я каждый Ваш довод буду обращать против Вас, доказывая с помощью Ваших же аргументов, что Вы – это аналогичная колония одноклеточных существ, а вовсе не живой организм.
Организм отличается от колонии только степенью органичности, которую можно оценить по количеству симбиотических связей внутри этой колонии. Каждая клетка тела выполняет в нем свою специфическую функцию. В то же время она получает от организма все, что ей необходимо для жизни. Что значит – от организма? Просто среди клеток организма обязательно найдутся другие узкоспециализированные клетки, которые специально предназначены для того, чтобы создать нашей клетке комфортные для жизни условия. Сами эти клетки получат все необходимое для жизни от других клеток и т.д. Нам это очень знакомо по понятию «разделение труда». В живом организме разделение труда доведено до совершенства. Это и есть симбиоз. Муравейник в этом смысле ничем не отличается от моего тела. Разделение труда в нем также доведено до совершенства.
Можно пойти еще дальше и показать аналогичным образом, например, что лес – это не просто много деревьев, лес – это живой организм , причем без всяких аллегорий. Конечно, когда мы гуляем по лесу, то вряд ли ощущаем, что ходим внутри живого существа. Тем не менее, анализ всех симбиотических подсистем леса говорит о том, что лес обладает всем тем, что характерно для любого живого организма. Мы просто не задумываемся об этом. Но попробуйте, к примеру, ответить на вопрос: зачем природе нужны комары? Типичный ответ на этот вопрос звучит так: комары нужны для того, чтобы ими питались птицы. Если это так, то мы нужны природе для того, чтобы нами питались паразиты? Нет, комары нужны природе для того, чтобы они выполнили очень важную функцию. Все кровососущие призваны обеспечить круговорот биологического железа в экосистеме леса. Благодаря им, биологическое железо равномерно рассеивается по территории леса, обеспечивая жизнедеятельность всех растений. Точно также любая популяция живых организм в лесу выполняет свои функции. Лес – это живой организм со сложной структурой, которая по своей органичности не уступает организации многоклеточного существа (например, чтобы упавшее дерево сгнило и вернуло вещество в круговорот жизни, друг друга последовательно сменяют около сорока видов грибов, насекомых, бактерий и др.
Глобальная экосистема планеты Земля – биосфера – является живым суперорганизмом , в котором все живые существа играют свои роли. Нет ни одного живого организма, который бы не был для чего-то нужен биосфере. Живя для себя, мы одновременно живем и для биосферы. Так устроена природа. Так устроен любой живой организм. Биосфера регулирует все внутренние процессы. Мы даже не подозреваем, какая армия живых организмов снабжает нас всем необходимым для жизни: кислородом, азотом, водой, теплом и пр. Без этого тонко отлаженного процесса жизнь человека (как и любого другого организма на Земле) невозможна. Мы органично «впаяны» в симбиотические системы планеты, считая это само собой разумеющимся.
Что касается планеты Земля, то она, вероятно, не случайно устроена по подобию живой клетки (ядро – мантия – кора). Мы еще слишком мало знаем о тех процессах, которые происходят в ее недрах. Поэтому мы пренебрежительно считаем ее «субстратом», на котором зародилась и развивается жизнь. Действительно, температура в недрах Земли, по нашим данным, превышает 4000оС. Мы считаем, что при таких условиях жизнь невозможна. Мы опять не видим очевидного. Например, того, что Земля обладает собственным магнитным полем, которое может быть создано только упорядоченным движением электрических зарядов. Значит, в недрах планеты не совсем хаос, там идут упорядоченные процессы. Причем, судя по поведению перелетных птиц, ориентирующихся по магнитному полю Земли, это поле имеет достаточно сложную структуру. Опыты по выращиванию головастиков в условиях экранирования магнитного поля Земли приводят тому, что у них начинаются мутации. Значит, магнитное поле планеты как-то корректирует нашу генетическую программу. А сколько еще того, о чем мы даже не догадываемся?
Жизнь на Земле возникла одновременно с рождением планеты. И вовсе не потому на Земле есть жизнь, что здесь случайным образом подобрались условия, благоприятные для жизни. Когда на Земле обитали первые живые организмы, здесь не было ни воды, ни кислорода. Это живые организмы перестроили планету так, чтобы нам было комфортно на ней. И мы вовсе не одиноки во Вселенной. Жизнь разлита везде, надо только научиться ее видеть. Все планеты и все звезды – это, по-видимому, живые существа, находящиеся на разных стадиях своеобразного «плането- и астрогенеза».
Итак, мы всего лишь части организма планеты. Планета – это живое существо. Интересно, обладает ли оно разумом, ведь оно гораздо сложнее и совершеннее нас? Не Его ли мы называем Богом? Способны ли мы услышать Его голос, понять Его Волю, как понимают мою волю все клетки моего организма? Может быть, не такой уж и ненаучной является мысль о существовании Бога? Чтобы разобраться в этом, необходимо понять, что такое разум . Попытаемся это сделать в следующий раз.
Продолжение следует
