А.П.Левич.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ: ПОИСК ИСТОЧНИКОВ

НЕРАВНОВЕСНОСТИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ.

Резюме

Предлагается гипотеза о генерирующих потоках предэлементов глубинных уровней строения материи, по отношению к которым не замкнута и не изолирована наша вселенная. Эти потоки порождают как течение времени в мире, так и неравновесность живого вещества, которая оказывается частным специфическим случаем неравновесности той части вселенной, что доступна для измерений нынешними инструментальными средствами..

 

Вопрос об источниках неравновесности живой материи может быть поставлен в более широком, чем биологические исследования, естествоиспытательском контексте. Речь идет о проблеме течения времени, или становлении. В метаболической конструкции времени (Левич, 1989) течение времени отождествляется с генеральным процессом замены элементов в универсумах естественных иерархий.

Но чем "вращается ручка" генерального процесса, т.е. что является генератором замен элементов? Операциональный путь поиска ответов видится в привлечении внимания к глубинным уровням естественных иерархий, элементы которых не являются обычными составными частями молекулярного уровня систем - электронами, нуклонами, кварками... Речь идет о более тонких материальных субстанциях, не идентифицируемых нынешними научными технологиями.

Метаболический подход предлагает гипотезу генерирующих потоков, согласно которой наша вселенная не замкнута, не изолирована, не равновесна. Существуют генерирующие потоки элементов глубинных уровней строения систем. Эти потоки порождают замены элементов на всех вышележащих уровнях систем подобно тому, как поток солнечных фотонов обеспечивает энергетику генеральных процессов на всех уровнях биологической иерархии. Объем этих потоков ограничивает экспансию систем при их самоорганизации подобно тому, как запасы ресурсов удерживают от неограниченного роста системы надорганизменного уровня. Вопросы о "природе" времени, о причинах его течения также как и об источниках неравновесности любых естественных систем гипотезой генерирующего потока переводятся в вопросы о происхождении и статусе субстратной и энергетической "подпитки" нашей вселенной. Мне известна познавательная установка о неумножении сущностей без особой на то нужды, но боюсь, что для понимания феномена течения времени, отличий живого от неживого и отсутствия симптомов "тепловой смерти" вселенной в нынешнем познании не хватает ни каких-то сущностей, ни соответствующего им понятийного аппарата.

Неравновесность живого как и неравновесность мира порождаются специфическими генерирующими потоками предэлементов ряда глубинных уровней строения материи. Феномен Жизни оказывается частным случаем феномена Времени, связанным с какими-то новыми специфическими глубинными уровнями материи. Также как материальные частицы мира есть источники ( или стоки ) потоков предэлементов определенных уровней естественной иерархии, так и организмы представляют собой источники ( или стоки ) потоков субстанций каких-то определенных глубинных уровней естественной иерархии. Так же как различные физические взаимодействия материальных частиц порождаются потоками предэлементов различных глубинных уровней, так и свойства живых объектов порождаются потоками предчастиц соответствующих глубинных уровней материи. Так что, свойство жизни становится аналогичным свойствам, например, электрического или барионного заряда. Отличие живого от неживого оказывается связанным со специфичностью и количеством задействованных в феномене времени потоков глубинных уровней материи.

Вместе с иерархичностью структуры естественных систем и иерархией генерирующих потоков появляется и иерархия видов энергий, по отношению к которым могут быть неизолированными живые системы. Уже у Э. Бауэра (1935) идет речь об источнике "структурной энергии" живой материи, отличном от свободной энергии пищи. В течение индивидуального существования организма его "структурная энергия" исчерпывается пропорционально потребленной с пищей свободной энергии. Количество доступной в течение жизни свободной энергии оказывается, регламентированным и представляет собой видоспецифическую пропорциональную "структурной энергии" яйцеклетки характеристику организма, называемую "константой Рубнера". Возможность описания индивидуального существования как процесса исчерпания однажды сделанного запаса "структурной энергии" индуцирует "колбовую" модель жизни (Levich, 1992), а также позволяет рассматривать константу Рубнера как видовую характеристику продолжительности жизни (Зотин, Алексеева, 1984).

Искушенный читатель может увидеть в гипотетических субстанциональных потоках метаболического подхода возрождение жизненных сил витализма, например энтелехии Аристотеля, vis essentialis Вольфа или nesus Блуменбаха (Дриш, 1915). Однако, утверждения метаболической конценции значительно прозаичнее: речь идет о вполне материальных, но не регистрируемых средствами современных научных технологий уровнях строения естественных систем. Гипотетические потоки элементов этих уровней нужны не специально для введения жизненных сил, а отвечают логике вывода метаболическим подходом целого круга конструкций, связанных с феноменом времени в естествознании.

Идея генерирующего потока не нова ни в философии, ни в естествознании. Она ассоциируется и с картиной мира в даосизме, и с абсолютным временем И. Ньютона, и со взглядами на время Н. А. Козырева, согласно которым время "является грандиозным потоком, охватывающим все материальные процессы во Вселенной, и все процесы, происходящие в этих системах, являются источниками, питающими этот общий поток" (Козырев, 1963, с.96). Н. А. Козырев неоднократно подчеркивал, что неравновесность Мира, создаваемая "потоком времени", должна самым обязательным образом сказываться на осмысливании феномена жизни, а в экспериментальных работах последователей Н.А. Козырева обнаружено влияние на биологические детекторы необратимых процессов и космофизического взаимодействия неясной природы. (Козырев, 1958; 1982; см. также Данчаков, 1984; Данчаков, Еганова, 1987; Лаврентьев и др., 1990; 1991; Levich,1992).

Признание генерирующих потоков снимает оппозицию второго начала термодинамики существованию феномена жизни, поскольку второе начало относится исключительно к изолированным системам. Отпадает и приложимость второго начала к той открытой части вселенной, где генерирующие потоки порождают течение времени, что, по-видимому, не составляет открытия ни для физиков, ни для астрономов: "...ежедневный опыт убеждает нас в том, что свойства природы не имеют ничего общего со свойствами равновесной системы, а астрономические данные показывают, что то же самое относится и ко всей доступной нашему наблюдению колоссальной области вселенной" (Ландау, Лифшиц, 1964, с. 45 - 46), более того "отдельные небесные тела и их системы так изолированы друг от друга, что для них тепловая смерть должна заметно приблизиться прежде, чем произойдет вмешательство сторонней системы. Поэтому деградированные состояния систем должны бы преобладать, а вместе с тем они почти не встречаются. И задача состоит не только в том, чтобы объяснить неравновесность Вселенной в целом, она имеет значительно более конкретный смысл - понять, почему отдельные системы и сами небесные тела продолжают жить, несмотря на короткие сроки релаксации" (Козырев, 1963, с. 96).

Основанная на принципе экстремальной энтропии теория (см. сообщение 1) не возвращает исследователей ко второму началу термодинамики, поскольку прилагается к открытой для субстратов и энергии системе. К тому же формула обобщенной энтропии получена вне каких-либо вероятностных предпосылок, из-за чего исчезает интерпретация экстремального принципа как требования перехода от менее вероятного к более вероятному состоянию. Ограничения (1) развития системы доступными потоками субстратно-энергетических ресурсов при решении вариационной задачи приводят не к однородному, а к крайне неравномерному распределению характеристик системы типа распределения Гиббса (формула (2) в сообщение 1), а также влекут возможности порождения структур, т.е. самоорганизацию.

В заключение резюмирую, что вижу содержание теоретической биологии в разработке конструкции метаболического движения для многоуровневых систем и в предсказании путей экспериментальной идентификации субстанциональных генерирующих потоков глубинных уровней строения систем.

Список литературы.

Бауэр Э.С. Теоретическая биология. М.-Л.: изд-во ВИЭМ. 1935. 206 с.

Данчаков В.М. Некоторые биологические эксперименты в свете концепции времени Н.А. Козырева // Еганова И.А. Аналитический обзор идей и экспериментов современной хронометрии. Новосибирск. 1984. ДЕП. ВИНИТИ. N.6423-84. С.99.

Данчаков В.М., Еганова И.А. Микрополевые эксперименты в исследовании воздействия физического необратимого процесса. Новосибирск. 1987. ДЕП. ВИНИТИ. N.8592-В87. С.110.

Дриш Г. Витализм. М.: Наука. 1915. 279 с.

Зотин А.И., Алексеева Т.А. Константа Рубнера как критерий видовой продолжительности жизни // Физиол.ж. 1984. Т.30. N.1. С.59.

Козырев Н.А. Причинная или несимметричная механика в линейном приближении. Пулково. 1958. 88 с.

Козырев Н.А. Причинная механика и возможности экспериментальных исследований свойств времени // История и методология естественных наук. Вып.2. Физика. М.: Изд-во МГУ. 1963. С.95.

Козырев Н.А. Время как физическое явление // Моделирование и прогнозирование в биоэкологии. Рига: Лат.ГУ. 1982. С.59.

Лаврентьев М.М., Гусев В.А., Еганова И.А., Луцет М.К., Фоминых С.Ф. О регистрации истинного положения Солнца // Доклады АН СССР. 1990. Т.315. N.2. С.368.

Лаврентьев М.М., Еганова И.А., Луцет М.К., Фоминых С.Ф. О регистрации реакции вещества на внешний необратимый процесс // Докл. АН. СССР. 1991. Т.317. N.3. С. 635.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука. 1964. 567 с.

Левич А.П. Метаболическое время естественных систем // Системные исследования. Ежегодник. 1988. М.: Наука. 1989а. С. 304.

Levich А.Р. Towards a Dinamic Theory // Lectures in Theoretical Biology. Tallinn: Valgus. 1992. ( in press ).