Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Главная страница


Реальность симхиона. Симхионная реальность




Скачать 367.3 Kb.
страница1/3
Дата04.07.2017
Размер367.3 Kb.
  1   2   3
Реальность симхиона. Симхионная реальность.
Глейзер С.И.
Ноябрь 2006 года.
«…Интервалы времени, характеризующие

бренность атомов и бренность организмов,

различны по величине, но эти различия

меньше, чем можно было бы думать,

если бы в явлениях этих не было чего-то

общего…».

В.И. Вернадский, 1931 год.
В науке есть такое наблюдение. Любая новая идея очень постепенно завоевывает признание среди ученых. Однако происходит это совсем не путем переубеждения оппонентов, а путем, так сказать, естественной смены поколений исследователей. Оппоненты, противники новой идеи, уходят, а новое поколение исследователей принимает эту идею уже как совершенно очевидную. Поэтому, выдвигая новую идею, ее родоначальник должен набраться терпения: иногда ему так и не приходится увидеть торжества своего детища… Печально.

И еще о детище. Это на самом деле точное определение – идея есть детище ученого. Он болеет за него, переживает, проталкивает, гневается, бывает с ним не согласен, но – дитя есть дитя. И его родоначальник должен всё стерпеть, вынести, пережить. А дитя, детище, вырастая, приобретая силы и известность, становится всё более непокорным, своенравным, совсем не похожим на то, что было задумано изначально. И это тоже реальность, с которой вынужден считаться ученый. Последователи подхватывают его идею, придают ей подчас слегка другой смысл, иногда совсем другой, но – развивают ее, дают ей новый импульс к развитию, открывают ей новые горизонты. И не знаешь – радоваться этому неожиданному развитию событий, или горевать, видя, как на твоих глазах из твоего детища порождается форменная ересь!…

Всё это пишущему эти строки пришлось пережить самому в связи с формулированием мною некогда, в 1983 году, идеи симхиона и наблюдением за тем, что из всего этого вышло.

Немного лингвистики.

Не создавай новых сущностей – учил нас философ и ученый начала Х!У века Уильям Оккам. И я пытался остаться в рамках существующих терминов и понятий. Но – меня никто не понимал. И тогда пришлось придумать, сконструировать, сочинить новый термин, образ, слово, чтобы поняли, наконец. Что значит, например, слово «верую»? Да ничего, веруешь себе, ну и веруй дальше. А когда вместо него появилось понятие «кредо», то же самое слово получило совсем другое значение. Теперь это уже новая идея, то же слово, но с совсем другим содержанием, более сложным и насыщенным.

Ужели слово найдено? – писал А.С. Пушкин (роман «Евгений Онегин»). Слово «симхион» появилось на свет как удачная, или не совсем удачная, аббревиатура английского словосочетания «система индивидуальная, материальная, историческая» с прибавкой древнегреческого окончания «он», что должно было бы подчеркнуть принадлежность нового явления к миру материальных частиц.

Евг. Беляков, автор известного в Интернете труда «Диалектика ноосферы» (www.planetologija2005.narod.ru), уже широко использует этот новый термин «симхион». Там он обращает внимание на букву «м», третьей букве в слове, указывая на возникающую по этой причине «эвфонию» всего слова в целом. В данном случае, мы можем это понимать как «благозвучие», то есть некую внешнюю привлекательность, красивость искусственно придуманного слова. Ну и на этом спасибо. Так сказать, старались…

Но мы, со своей стороны, хотели бы привлечь внимание независимого читателя к другой, ко второй букве в том же слове: к букве «и». Она означает первую букву слова «индивидуальный». Слово это имеет во всех европейских языках множество значений, от индивида до индивидуалиста и, по большому счету, ни о чем таком особенном не говорит. Поэтому стоило бы вернуться к его первооснове, к его исходному содержанию, чтобы оттуда попытаться вывести нужную нам содержательность, а значит и обосновать совершенную необходимость включения буквы «и» в новый термин «симхион».

Древние римляне говорили: DIVIDE ET IMPERA – Разделяй и властвуй!

Отсюда понятно и само происхождение и точное, первоначальное значение слова «индивид» – неделимый в переводе с латыни.

Вспомним, что по древнегречески «неделимый» есть атом. Атом – слово, не испорченное множеством употреблений и иносказаний, и потому всегда сохраняющее свою конкретность. «Индивид», по латыни «individuum», имеет другую судьбу, связанную с его содержательной многозначностью и неопределенностью, почему мы и хотели бы вернуть ему – в рамках данной работы – его исходное содержание. А оно остается прежним – «неделимый», то есть некий аналог атома со всеми его особенными чертами и свойствами.

И это для нас самое важное в новом термине «симхион».

Симхион – означает неделимый! Этим словом, термином, понятием, мы обозначаем целый класс неких объектов материального мира, включающий в себя ряд единичных структур, от атома до человека, а может быть и дальше. Их общее отличие от всех остальных объектов – неделимость. Добавим сюда еще и исследованную нами способность к саморазвитию, о чем речь пойдет дальше.
Немного термодинамики.
Главная проблема, стоящая перед всеми попытками понять феномен живого, это второе начало термодинамики. По всем признакам каждый живой организм как бы противостоит, не подчиняется, игнорирует второе начало. В упрощенном виде этот физический закон гласит: всё нагретое – остывает, всё, собранное вместе, когда-нибудь рассеется в пространстве. И никогда – наоборот. То есть налицо необратимость процессов теплопередачи и статистического рассеяния. Это чистая физика.

А вот что говорит космология, физика, так сказать, «нечистая».

Всё нагретое остывает, но! Есть два уравнения теплопередачи: через вещество и через поле. В первое из них параметр времени входит в первой степени, что и подчеркивает необратимость рассеяния тепла в пространстве. А во второе уравнение параметр времени входит уже в квадрате. Что бы это могло означать? Да только то, что «теплопередача» через поле принципиально обратима! И ведь верно, реальное остывание вещества не заканчивается выравниванием температур между более нагретой и менее нагретой частями тела. Оно продолжается дальше, через излучение в пространство инфракрасных квантов. А они, кванты, описываются уравнением «теплопередачи» через поле как вполне обратимый процесс: параметр времени входит в соответствующее уравнение уже в квадрате. Как эту обратимость можно себе представить? А очень просто. Если есть эффект «синего смещения», возникающий при сближении светящихся звездных объектов, то можно себе представить и «ультрафиолетовое смещение», и «рентгеновское», и «гамма смещение». Все они могли бы возникать вблизи «черных дыр» или на этапах сжатия пульсирующей Вселенной. Тогда перспектива превращения инфракрасного кванта в гамма-квант была бы очень вероятной. А гамма-кванты, как известно, могут порождать уже и обычное вещество – что происходит при фоторождении электрон-позитронной пары. Так круг замкнется и обратимость тепловых процессов, но только во вселенских масштабах, из теоретической станет практической. Отсюда и отрицательный ответ на вопрос о возможности «тепловой смерти Вселенной»: она, смерть, невозможна (подробно см. нашу статью на эту тему: «Тень царицы мира» в журнале «Знание-сила», № 9, 1993 год).

Всё, собранное вместе, рассеивается в пространстве. Это еще одно, так сказать, «нетепловое», статистическое следствие второго начала термодинамики. Обычно оно не вызывает сомнений. Возьмите группу частиц и поместите их в замкнутом объеме. Через длительное время, учит нас статистика, они совершенно равномерно распределятся по всему дозволенному объему. И чем больше будет взято этих частиц, тем равномернее можно ожидать их распределения по объему. Всё верно. Но только вот такой вопрос: а если мы возьмем только одну частицу, что будет с ней? А ничего, она так и останется одна. Никакие ветры рассеяния на нее не подействуют, второе начало термодинамики останется для нее бессильным, не действующим. Ведь статистика работает с множеством частиц, а не с единичными. Но тогда другой вариант: а если эта группа частиц каким-либо образом ухитрится объединиться в одну, но более крупную частицу, что будет с ней тогда? И опять ничего. Она сохранится, останется неизменной «на вечные времена».

Нет статистики – нет второго начала!

Отсюда и вывод для групп, масс, скоплений материальных (вещественных) объектов во Вселенной: хочешь уцелеть под губительным ветром второго начала – образовывай единичные и неделимые объекты следующего уровня. Так возникли атомы, молекулы, живые клетки. Вот потому на них и не действует второе начало термодинамики. И не только на живые организмы, но и на единичные объекты нижележащих уровней – на отдельные атомы и молекулы. Вот потому они, группы отдельных частиц, и пытаются время от времени заново объединяться, сливаться, интегрироваться в единичные, и потому снова неделимые, объекты. Группы атомов объединяются в молекулы, группы молекул – в надмолекулярные комплексы (например, в полимеры), те – еще в какие-то образования, наконец, клетки – в многоклеточные организмы. Это и есть эволюция. Только надо правильно понимать – что именно эволюционирует в каждом данном случае.

По нашему мнению, здесь эволюционируют только симхионы.
Биография идеи.
Биография идеи, увы, неотделима от биографии её автора. В далеком 1966 году автор, тогда еще совсем юный студент-физик, заинтересовавшись биофизикой, поставил перед собой, как позднее стало очевидно, совершенно нереальную задачу. Юношеский максимализм не признавал задач малых, конкретных, реально достижимых. Только больших и великих. Хотелось много и сразу… А в биофизике, и вообще в биологии, была и есть только одна, достойная задача – проблема происхождения жизни. Вот над нею и начала работать и биться беспокойная и честолюбивая мысль начинающего ученого.

Подход, начатый автором, был неотличим от всех других попыток, часто тогда предпринимаемых в данной проблеме учеными-физиками. В чем специфика живого? В чем отличие живого от неживого? Какова термодинамика жизненных процессов? Какова роль второго начала термодинамики в биологии и почему живые организмы ему не подчиняются? Ученых-физиков, занятых этими вопросами, от студентов до академиков, оказалось в те годы так много, что они решили как-то самоопределиться, а поставленные задачи попытаться выделить в некую самостоятельную науку. Все эти спорные темы были, в конце концов, выведены из компетенции биологии и затем конституированы как предмет исследования совсем другой науки – «физики живых систем». Следствием этих процессов стало дублирование биофизического образования: появились отдельные и параллельные кафедры биофизики на физических и на биологических факультетах университетов. Так что автор оказался совсем не оригинален и не одинок в своих исканиях. За прошедшие сорок лет ими всеми было получено много важных и интереснейших данных, но проблема происхождения жизни так и осталась нерешенной.

Автор этих строк поначалу тоже оказался неоригинален. Столкнувшись с проблемой «неподчинения живого» закону возрастания энтропии, он несколько лет посвятил размышлениям о роли энтропии в жизненных процессах. Затем увязал эту проблему с другой – с перспективой «Тепловой смерти Вселенной», и пришел к умозрительному выводу, что жизнь во Вселенной рождена с «великой целью» - предотвратить эту самую «тепловую смерть». И в перспективе только равновесие «живая материя – неживая материя» даст нам устойчивую к действию закона возрастания энтропии Вселенную. И примерно до конца 1960-х годов эта идея оставалась в голове автора главенствующей.

С начала 1970-х годов начались поиски информационной специфики живого, опять же с позиций физических представлений. Статистическая теория информации оказалась бессильна объяснить процессы в живом, потребовались какие-то новые идеи. Таковой идеей явилась выдвинутая нами тогда идея «ценности» информации, измеряемая обычным коэффициентом полезного действия (кпд). Соотношение между физическими функциями «энергия» и «работа» регулируется как раз этим самым кпд. Эта, якобы промежуточная и чисто служебная величина кпд, на самом деле является важнейшей функцией – она измеряет информацию как физическую величину или, что то же самое, нестатистическую ценность информации. Для автора было большим и приятным сюрпризом, когда, спустя годы, он увидел, что сходные взгляды о равенстве нестатистической информации и кпд в механических и тепловых процессах развивал белорусский академик Альберт Йозефович Вейник (см. его книгу «Термодинамика реальных процессов», Минск, 1991). Потому для меня, как для автора, это большая честь поместить мои заметки на сайте, посвященном памяти А.Й.Вейника.

Очень скоро автору удалось в эксперименте подтвердить подобные «энерго-информационные» взаимодействия в живых организмах, измеряемые кпд, и реализуемые в процессах влияния физических факторов на биологические процессы. Удалось выделись и обосновать даже два типа энерго-информационных взаимодействий. Первое, когда компенсаторная реакция живого на физическое воздействие, в соответствие с реальным кпд, по энергетике меньше самого воздействия. Второе, когда реакция живого, в соответствие со спусковым, или сигнальным, характером физического воздействия, по энергетике оказывается много больше, чем было само воздействие. Первому типу энерго-информационных взаимодействий соответствуют монотонные, пропорциональные или почти пропорциональные, зависимости реакций живого на внешнее воздействие (давно известные в биологии закономерности «доза – эффект»). Второму, спусковому или сигнальному, типу взаимодействий соответствуют реакции скачкообразные или описываемые так называемыми логистическими кривыми (также хорошо известный в биологии закон «всё или ничего»). Здесь биологическая система реагирует на внешнее воздействие подобно триггеру или усилителю: она производит работу много большую, чем было воздействие, но уже за счет собственных внутренних источников энергии. Откуда и формальный кпд оказывается много больший единицы, почему нам и пришлось назвать его кпп – «коэффициент полезной передачи». Все эти данные были нами в свое время опубликованы (см. наши статьи: К информационному влиянию магнитных полей на биообъекты. В сб.: «Влияние магнитных полей на биологические объекты». Материалы Третьего Всесоюзного симпозиума. Калининград, 1975, стр. 44; а также: Управление в биологии: физические аспекты. Международный журнал «Биотехнология и управление», 1992, № 2-4, стр. 37-41) и встречены сообществом ученых полным молчанием…

Нам представлялось тогда, что возникновение живого из неживого происходит на пути преобладающего развития информационных взаимодействий второго рода (сигнальных) над энергетическими процессами в эволюции материи.

По мере углубления мысли в глубь биологических проблем, что неизбежно оказалось связано с конкретной работой автора в конкретном НИИ в качестве биолога-экспериментатора, ближе к середине семидесятых годов, точнее к 1974 году, стало ясно, что биологическое своеобразие живого не поддается даже мысленному физическому моделированию. Всё вроде бы то, а всё же – не то. Пример Э. Шредингера, с его книгой «Что такое жизнь? с точки зрения физика» вдохновлял, но не помогал.

К тому времени автор уже успел превратиться в профессионального биолога и оказался в состоянии смотреть на научные проблемы с соответствующей позиции. Более глубокое знакомство с материалистической диалектикой привело к неожиданной мысли: оказалось, что это только биология вполне объяснима с точки зрения философии, ибо биологические объекты и системы управляются диалектическими законами развития. И в биологии для философа всё ясно, понятно и объяснимо. А вот в физике, – увы, нет. Мир физических объектов упорно не подчинялся философским указующим доктринам, в особенности не желал он подчиняться главенствующей идее всеобщего развития. Там «другой товарищ правит бал», то есть второе начало термодинамики, неотвратимый и необратимый закон возрастания энтропии, предписывающий веществу и энергии всеобщую деградацию и рассеяние. И с этим надо было что-то делать. Вопрос стоял так: или материалистическая философия не верна (а с ней и вся биология), или же вся физика до сих пор необъяснима.

Вот где загадка мироздания: что такое физический объект с точки зрения философии и биологии, если с биологическим объектом для философии уже всё ясно?

Поэтому в какой-то момент автор решил идти путем от обратного, и однажды задался вопросом: а что такое физический мир, физические и химические объекты, с точки зрения биолога? И стал искать в неорганическом мире объекты и явления, напоминающие в той или иной степени известные живые организмы (или их отдельные черты). Или хотя бы подчиняющиеся законам диалектики, которые, как известно, предписывают материи развитие, только развитие, и ничего, кроме развития.


Открытие симхиона.
Про мир неживого в науке было известно всё, или почти всё. Задача облегчалась тем, что поначалу достаточно было обложиться учебниками и справочниками по физике, химии, астрономии, и просто их внимательно почитать, в поисках чего-нибудь, явно развивающегося. Помню сочувственные, критические, иронические и саркастические замечания моих друзей – экспериментаторов. Они упорно не хотели верить, что можно сделать что-то новое в науке, без нагромождения приборов, установок, компьютеров, без многочисленных коллективов ученых и инженеров, без миллионного финансирования, и без привлечения в качестве соавторов (и руководителей) «лучших умов» из Академии наук СССР.

Но мы «пошли другим путем».

Зная, как ведет себя живая клетка, автор начал искать нечто подобное в мире атомов и молекул. Вопрос был поставлен так: кто там, в микромире, может, подобно клетке, самопроизвольно, без затрат энергии, наращивать свою массу и усложнять свою внутреннюю организацию?

Атомы стабильны, как само мироздание. Недаром они называются неделимыми. Ничто их не может поколебать, изменить в ту или иную сторону. Как биолог я видел, что атомы – модель для саморазвития явно неподходящая. Ничего общего с пульсирующей живой и динамичной клеткой. Но как физик я знал нечто другое. Ядерные реакции, в которых ядра иногда сливаются, иногда делятся, на чем основана вся ядерная энергетика, привлекли мое внимание. Нет, я не собирался осчастливить человечество новыми видами или формами энергетики. Я просто задался вопросом: а почему в ядерной физике некоторые ядра только сливаются, а другие – только распадаются. Физика знает правильный ответ.

В природе идут легко, самопроизвольно, только те реакции, которые выделяют энергию вовне, которые энергетически выгодны. Они называются экзотермические (в химии) или экзергонические (в ядерной физике). На самом деле обратные реакции, с поглощением энергии извне, тоже идут, но гораздо реже, они менее вероятны. Они соответственно называются эндотермические и эндергонические. И вот, легко (в относительном смысле) идут реакции синтеза легких ядер, с выделением энергии, и реакции распада тяжелых ядер, опять же с выделением энергии.

Всё это давно известно физикам и энергетикам, вошло в учебники и в справочники, под названием «энергия связи нуклонов в ядре». Так вот, выделяют столь нужную нам ядерную энергию такие реакции, которые эту самую энергию связи повышают, увеличивают. А это синтез дейтерия и распад урана. Наружу выделяется так называемая свободная энергия, а остается в ядре – как квитанция о расходе – энергия связи. Это означает, что, чтобы разорвать эту связь, надо приложить соответствующую энергию, вернуть ее назад.

Е
сть даже соответствующий график «энергии связи ядер элементов как функция массового числа» (массовое число это сумма всех нуклонов в ядре). На помещенном ниже рисунке 1 (нижняя кривая) приведена в масштабе указанная зависимость, взятая из учебника.
Рис. 1. Нижняя кривая: средняя энергия связи нуклона в ядре

в зависимости от числа нуклонов в ядре. (Верхняя кривая –

см. дальше по тексту.)
Строго говоря, нижняя кривая отражает некую среднюю энергию связи в пересчете на один нуклон, которая и изменяется таким вот образом, в зависимости от числа нуклонов в ядре.

Размышление над видом этой кривой наводило на некоторые новые вопросы.

Ядро с числом нуклонов от двух и больше сравнительно легко, то есть с выделением энергии, может расти до значений в 50-60 нуклонов. Ядерная физика подтверждает эту возможность. Другое дело, что каждый новый шаг в синтезе ядра требует всё больше и больше энергии активации, а свободной энергии (энергии синтеза) выделяется всё меньше и меньше, но нас интересует сам принцип.

А что, собственно, происходит в вершине кривой, в точке насыщения, в районе ядер с 50-60 нуклонами? Там достигается равенство энергии активации процесса и выделяемой в ходе ядерного синтеза (или распада) свободной энергии. Прямая и обратная реакция становятся равновероятными.

Но что говорит химия об элементах вершины кривой? Там располагаются элементы группы железа: железо, кобальт, никель. Их ядра и являются самыми прочными и неразрушимыми во всей таблице Менделеева. Это – предел реакций синтеза, больше от отяжелевших ядер энергии не получить.

С правой ветки кривой идет аналогичный процесс распада ядер. Самое тяжелое ядро – уран при распаде выделяет максимум энергии при относительном минимуме энергии активации. Но каждый следующий шаг справа налево происходит всё труднее: свободной энергии выделяется всё меньше, а энергии активации процесса распада требуется всё больше. И, наконец, к точке группы железа наступает насыщение. Всё четко и логично.

Астрофизики давно уже наблюдают во Вселенной «необъяснимый пик концентрации» атомов железа. Есть так называемая кривая распространенности химических элементов во Вселенной. Там легких атомов очень много, но, по мере их утяжеления, их становится всё меньше, а к группе урана их становится совсем мало. Кривая так плавно спадает сверху вниз, если смотреть на нее слева направо. Но на ней, где-то в середине, вдруг возникает слабый, но хорошо заметный пик. Это и есть железо и его собратья: кобальт и никель.

Пик группы железа хорошо объясним. Поскольку энергетически выгодные процессы синтеза и распада ведут с двух сторон к одной и той же точке, к железу, то ясно, что с течением времени этого элемента будет заметно больше, чем всех других, что мы и видим на кривой распространенности химических элементов. На этот момент впервые обратил внимание известный астрофизик И.С. Шкловский, который подсчитал, что если дать всем ядерным процессам во Вселенной свободно развиваться, то через весьма отдаленное время, порядка «десять в степени 1500» лет, все атомы во Вселенной превратятся в железо. Мы эту теоретически допустимую перспективу тогда, в 1983 году, образно назвали «Железная смерть Вселенной»… (см. нашу статью «Как трудно быть симхионом» в журнале «Знание-сила», 1983, № 11, стр. 25-27).

На самом деле этого не произойдет. Потому что процессы синтеза и распада ядер не единственные в этом мире, о чем речь пойдет ниже. Здесь же важно подчеркнуть, что после железа ядерный синтез идет дальше. Пусть с трудом, пусть со всё большими затратами энергии активации, но ядра минуют стадию железа и углубляются в область энергетически совершенно невыгодных значений массовых чисел (числа нуклонов в ядре). И их не так мало. Медь, ртуть, свинец, серебро, золото – это всё примеры энергетически невыгодных атомов, образовавшихся когда-то с явным и большим перерасходом энергии активации. То есть энергии, когда-то затраченной на синтез этих ядер. Действительно, откуда в космосе взялись атомы тяжелее железа? Да только в результате их синтеза из более легких.

Итак, повторимся. Атом, в силу его стабильности, в качестве некоей модели живого никуда не годится. Но взглянем еще раз на рис. 1, на его нижнюю кривую. Что это будет? Ведь это будет уже не атом, это будет нечто совсем новое, это есть собственно процесс развития его ядра. Это развертка во времени некоего процесса, когда атом, вернее его ядро, постепенно претерпевает изменения. И на оси ординат вместо параметра Е (энергия) мы смело можем подставить параметр Т (время). И в результате указанных изменений ядро со временем наращивает массу, выкидывает излишки энергии наружу, усложняет структуру. А после некоторой вершины продолжает свой путь, правда, уже с поглощением энергии. Но наращивание массы и усложнение структуры продолжается. Ядро явно растет, поглощая нейтроны и альфа-частицы, практически питаясь ими. Вот она, искомая динамичная модель живого!

Да, но это будет уже не атом. Это будет процесс, растянутый во времени, где атомное ядро изменяется в ходе ряда последовательных реакций ядерного синтеза. А каждый данный атом есть только «моментальная фотография» всего указанного процесса. Осталось только как-нибудь назвать этот процесс, ибо никто его еще никак не догадался обозвать. Осталось придумать «новую сущность». Ею и стало слово «симхион».

Можно теперь и поспорить: был ли симхион действительно «придуман», или всё же на самом деле «открыт», так сказать, на кончике пера.

  1   2   3

  • Немного термодинамики.
  • Биография идеи. Биография идеи, увы, неотделима от биографии её автора. В далеком 1966
  • Открытие симхиона.