Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote in otrageniya,
Морозов Александр Гавриилович
moralg
otrageniya

Category:

От неживой природы к Жизни...

      В предыдущем псто мы рассмотрели пример конвективной неустойчивости, возникающей в неоднородно нагретом слое вещества в поле тяжести. Важными моментами в этом случае являются наличие потока энергии от нагретых нижних слоев вещества к холодным верхним и самоорганизация пространственных структур.

      Рассмотрели в частном случае - ячеек Бенара. Но факт появления упорядоченных пространственных структур в незамкнутой системе, подогреваемой снизу, означает уменьшение количества энтропии в этой системе по сравнению с количеством энтропии в никак не структурированной системе.

      Это явление оказалось довольно общим - поток энергии сквозь незамкнутую подсистему приводит к организации в ней пространственных или даже пространственно-временных структур (пример - реакции Белоусова-Жаботинского) и уменьшению количества энтропии в ней. Происходит фактически процесс некоей самоорганизации. Этот процесс проявляется, на мой взгляд, везде и всегда. Вплоть до процессов самоорганизации в органике и Жизни вплоть до высших ее проявлений включительно. Это и обсудим.


      Возникновение органики и ее самоорганизация. Органика может возникать даже в смесях простых неорганических молекул при разных физических воздействиях на них. Этот эффект был продемонстрирован довольно давно в опытах на запаянных в стеклянных колбах смесях воды (ее паров) и простейших газов (молекулярных кислорода, азота и углекислого газа) при облучении их интенсивным светом (электромагнитной радиацией) и пропускании сквозь них электрических разрядов. Через некоторое время спектральный анализ показывал наличие в этих колбах метана, аммиака, простейших спиртов и других довольно простых органических молекул.

       Одной из простейших химических реакций, в которой возникает органика из неорганики, является и реакция фотосинтеза. В ней из молекул углекислого газа и воды (на входе) под воздействием солнечного света образуются молекулярный кислород и нужная для Жизни простейшая органика. Ясно, что это необратимый процесс, протекающий под воздействием потока энергии фотонов солнечного света.

      Но в основном в органической химии на биологическом уровне источником нужных для реакций потоков внешней энергии является катализ. Катализ – это химический процесс, протекающий с участием своеобразных посредников – молекул катализатора, которые в нужный момент и в нужном месте передают реагирующим молекулам часть своей внутренней энергии, восполняя ее потери в другой момент времени и в другом месте известным им способом. При этом "передача энергии" и "восполнение потерь энергии" могут иметь любой знак.

       Однако, совокупность органических молекул, сколь бы сложными и многообразными они ни были, еще не проявляет жизни, как необратимых процессов организации, поддержания и воспроизводства пространственных структур. Для организации жизни в этом смысле необходима структура, в которую был бы запрограммирован алгоритм последовательности нужных реакций с нужными потоками энергии.

      Человек придумал систему программирования для решения вычислительных задач и обработки потоков информации на основе двухбуквенного алфавита – "0" и "1". И затем из этих букв придумал систему "слов" из восьми букв, называемых байтами. Возможное число таких слов – 256. Но эффективно используются далеко не все из них. А уже из этих "слов" можно составлять любые, сколь угодно сложные произведения – работающие на ЭВМ программы.

      Природа пошла несколько иным путем. За основу она взяла четырехбуквенный алфавит азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (в РНК иногда тимин заменяется близким ему урацилом). Из этих букв она строит трех-буквенные "слова" – кодоны. Возможное число таких "слов" – 64. Часть из которых в земных условиях получили одинаковый "смысл". Так что разных по смыслу "слов" используется всего 20. Они "звучат" в форме 20 разных аминокислот, из которых и строятся сколь угодно сложные белки. Строятся по программам, записанным в последовательностях команд – кодонов в ДНК живого организма. В этом смысле ДНК – чип с "запаянной" в него программой последовательности биохимических реакций.

      В результате изобретения природой ДНК возник механизм самоорганизации Жизни. Как и в случае самоорганизации простых систем энтропия в живой системе уменьшается (отводится вовне) за счет протекающего через систему потока энергии.

      Потоки вещества, энергии, энтропии (отходов) и информации. Из сказанного выше ясно, что Жизнь – это процесс, в ходе которого сквозь живую систему проходит поток энергии таким образом, что в ней возникают и поддерживаются процессы самоорганизации.  Но мы уже отмечали, что процессы самоорганизации являются одновременно процессами уменьшения (отвода вовне) энтропии. Каким образом? Думаю, ответ очевиден всем – энтропия уходит из нас отходами нашей жизнедеятельности.

      Не лишним будет и упомянуть, что в системах из нескольких достаточно сложных биологических объектов существуют как входящие, так и исходящие потоки информации. Эти потоки тоже приводят к самоорганизации. К самоорганизации социальных систем – от простых стайных до весьма сложных систем организации человеческого сообщества. Причем выделить в информационных потоках какие либо аналоги входящей энергии и отводимой энтропии заведомо не просто.

      Изучение этого вопроса в человеческом обществе идет в основном путем накопления опыта, выражающегося в общественных "табу", религиозных заповедях, пословицах, поговорках, афоризмах, анекдотах и т. п.. Например, один из отцов-основателей США как то выразился: "В реках и большой политике одни и те же вещи плавают поверху". Ясно, что этот афоризм появился вследствие нажитого им политического опыта.

      Законы природы едины. А мы - часть этой природы. И подчиняемся этим законам.


Tags: moralg, Университет сообщества, Физика на пальцах
Subscribe
promo otrageniya april 14, 2019 06:25 69
Buy for 40 tokens
Привет всем участникам Отражений и нашим гостям! С настоящего момента вступают в силу изменения в правила, поэтому прошу авторов ознакомиться с нижеследующим. 1. Каждый участник может опубликовать один пост в день. Чтобы иметь возможность публиковать до трех тем в день, участник должен соблюсти…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 75 comments