Рак излечим - Михаил Кутушов

Уместно теперь связать симметрию с энтропией живых организмов. Переход вещества на более высокую степень организации, упорядоченности, как мы уже отмечали, снижает энтропию как меру хаотичности. Но наибольшей симметрией обладает как раз равновесное хаотическое состояние. Значит, уменьшение энтропии неизбежно приводит к снижению уровня симметрии. Чем выше уровень организации живой материи, тем меньше энтропия и симметрия. На примере эволюции видов это проявляется достаточно ясно. Человек обладатель самой низкой симметрии, является самым высокоорганизованным существом на Земле. Нарушение этого фундаментального закона ведет к развитию рака. В раковой опухоли появляются признаки выраженной кубической симметрии и как следствие, непозволительное увеличение энтропии. Это выглядит как «тяготение» его клеток и тканей к неживой природе. Для снижения энтропии живым организмам, как открытым системам, обменивающихся энергией и материей (пища и отправления) с окружающей средой, необходима энергия, причем значительная, которая, как мы увидим далее, вырабатывается в соответствующих частях клеток (митохондриях) живых организмов за счет пищи, то есть поглощения энергии внешней среды (Солнца и биосферы). Можно образно сказать, что мы забираем от природы более организованную структурированную материю, обладающую меньшей энтропией, то есть подпитываем себя негэнтропией (отрицательной энтропией), а отдаем ей неструктурированную материю, обладающую большей энтропией. «Питаемся», так сказать, с энергетической физической точки зрения отрицательной энтропией, а отдаем положительную энтропию. Поэтому утверждение, что жизнь – это сбалансированный, переходный продукт между энергией, материей и пространством, не лишен смысла. И когда в естественных условиях этот баланс нарушается, то наступает некоторое динамическое равновесие. Обмен энтропией между человеком и окружающей средой стабилизируется, энтропия системы человек – окружающая среда возрастает, в результате чего живой организм гибнет (энтропия его возросла). Поэтому биологическая смерть организма – это рост энтропии до ее уровня в окружающей среде. Раковая опухоль ведет себя так агрессивно, потому что уровень ее энтропии равен или выше, чем у окружающей среды. Отсюда вывод: лечить раковую опухоль надо только одним, снизить ее энтропию до уровня энтропии нормальных тканей. Добиться этого можно только убив энергетические станции клеток, митохондрии, и восстановив фолдинг протеинов… Повышение же энергетического потенциала в живом организме при «нормальном» обмене энтропией его с окружающей средой увеличивает химическую активность клеток и дает возможность самовоспроизведения и развития. Можно сказать, что по мере усложнения в ходе развития жизни асимметрия все больше и больше превалирует над симметрией, вытесняя ее из биохимических и физиологических процессов. Однако и здесь имеет место динамический процесс: симметрия и асимметрия в функционировании живых организмов взаимосвязаны.

Внешне человек и животные симметричны, однако их внутреннее строение асимметрично на разных уровнях тканей органов и систем. Если у низших биологических объектов, например, низших растений, размножение идет симметрично, то у высших имеет место явная асимметрия – разделение полов, где каждый пол вносит в процесс самовоспроизведения свойственную только ему генетическую информацию. Устойчивое сохранение наследственности есть проявление в известном смысле симметрии, а в изменчивости проявляется асимметрия. У раковых клеток и тканей преобладает симметрия, как у представителей растений, что по многим показателям роднит их. В целом же глубокая внутренняя связь симметрии и асимметрии в живой природе обусловливает ее возникновение, существование и развитие. Таким образом, теоретики, обращаясь к начальным стадиям развития Вселенной, рассматривают все более симметричные варианты квантовой теории поля, однако каждый свой шаг им приходится сопровождать предположением о спонтанном нарушении этой симметрии в развивающемся мире. Иначе говоря, по мере остывания Вселенной, возникшей, вероятно, с очень высокой степенью симметрии, происходило быстрое ее понижение с переходом высших типов в скрытую форму. Энтропия ее также претерпевала подобные изменения… Причины этого явления остаются неясными. Указывает ли это на несовершенство самого мира или на несовершенство наших знаний о мире? На этот вопрос наука ответа пока не дает. Удивительной чертой многих видов симметрии является их весьма абстрактно-математический характер. Их описание и использование требует знания высших разделов математики и, прежде всего, методов теории представлений непрерывных групп. Еще Ю. Вигнер отмечал непостижимую эффективность математики при описании явлений природы. Можно много еще что рассказать о симметрии относительно обращения времени, классификации электронных и колебательных состояний молекул и кристаллов, описании фазовых переходов в кристаллах. В основе своей мир устроен по законам математики, симметрии, красоты, но причины этого нам неизвестны. Создается впечатление и в общем все выглядит так, будто нас кто-то водит за нос… Поэтому пока нас не «увели» совсем в другую сторону, можно задаться вопросом, есть ли другие виды симметрии и связанные с ними законы сохранения. В чем состоит глубокое значение законов сохранения электрического заряда, лептонного и барионного чисел, странностей, изотопического спина и т. д.? Как это связано со свойствами абстрактного пространства? В чем смысл наличия «черных дыр» как неких «пропускных пунктов» из нашего пространства, мира в другой антимир? К сожалению, пока на эти вопросы мы ответа не имеем, хотя и хорошо, что современная наука дает возможность их задавать.

Теперь, когда мы убедились в том, что вещества небезразличны к пространству, разберем, по каким законам и правилам живут кристаллы – самые «дисциплинированные» пространственные образования. Для начала, чтобы представить их разнообразие и богатство, продемонстрируем классификацию этого «застывшего» пространства.

Гексагональная сингония:

• Центральный

• Инверсионно-планальный

• Инверсионно-примитивный

• Планаксиальный

• Планальный

• Примитивный

Кубическая сингония:

• Аксиальный

• Центральный

• Планаксиальный

• Планальный

• Примитивный

Моноклинная сингония:

• Аксиальный

• Планальный

• Планаксиальный

Ромбическая сингония:

• Аксиальный

• Планальный

• Планаксиальный

Тетрагональная сингония:

• Аксиальный

• Центральный

• Инверсионно-планальный

• Инверсионно-примитивный

• Планаксиальный

• Планальный, октаэдр, тригонтриоктаэдр, тетрагонтриокта¬эдр, дидодекаэдр и т. д. и т. п.

• Примитивный

Триклинная сингония:

• Центральный

• Примитивный

Все сингонии подразделяются еще и на виды. Например, кубическая сингония: куб, ромбододекаэдр, пентагондодекаэдр положительный, пентагондодекаэдр отрицательный и т. д.

Что же такое кристаллы и чем они уникальны? Как известно, кристаллами называются все твердые тела, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены строго закономерно, наподобие узлов пространственных решеток. В течение столетий геометрия кристаллов была малоизученной областью науки. Многие великие умы (Роберт Гук, Михаил Ломоносов, Рене Жюст Гаюи, Браве и др.) трудились над изучением тайны кристаллов. Итогом этих изысканий было открытие важнейшего закона кристаллографической симметрии, согласно которому для кристаллов возможны оси симметрии лишь первого, второго, третьего, четвертого и шестого порядков. Таким образом, на кристаллических фигурах никогда не бывает симметрии пятого порядка, а также осей симметрии выше шестого. Однако был найден важнейший закон, проводящий разницу между симметрией кристаллов и симметрией растений и животных. Для кристаллов пятерные оси и оси порядка выше шестого категорически запрещены. Но жизнь умудрилась получить квазисимметрию и квазикристаллы. Как получить квазикристаллы? При нестандартных условиях образуется сплав, упорядоченный в узоре, характерном для симметрии икосаэдра, который наряду с додекаэдром обладает осями симметрии 5-го порядка (то есть симметрия зависит от условий их образования). Исходя из этого, можно сделать три предположения, при каких условиях произошло жизнеобразование:

1. Живое образовалось в условиях совершенно не похожих на сегодняшние условия.

2. Произошел фазовый переход в окружающем пространстве, изменение ее симметрии.

3. Трудно представить – строение веществ было иным.

Кристалл – строго упорядоченное состояние вещества; атомы (или молекулы) находятся в узлах правильной решетки, никуда особо не движутся, а только слегка колеблются около положения равновесия. Жидкость же, напротив, есть совершенно неупорядоченное состояние вещества; атомы в ней движутся хаотично. Поэтому плавление происходит, когда атомы твердого тела начинают колебаться настолько сильно, что могут «сорваться» со своих мест и начать свободно гулять по кристаллу. Вот так на атомарном уровне выглядит кристалл, а так выглядит жидкость. Самая интересная часть – пропущена. Мы так и не ответили на вопрос, как зарождается фазовый переход, как же начинается плавление. Целый ворох вопросов. И задавая их, мы уже понимаем, что окунулись совершенно в другую область физики. В область, которая изучает не только стабильные начальные и конечные состояния системы, но и то, как процесс разворачивается во времени, как одно переходное, нестабильное состояние сменяет другое. Эта область физики называется кинетикой, в самом широком смысле этого слова. Существуют ли особенности плавления двухмерных кристаллов. Такая постановка вопроса может вызвать у читателя некоторое недоумение: а что, есть какая-то разница в поведении 1-, 2– и 3-мерных кристаллов? Да, оказывается, разница имеется, и притом существенная! Плавление двухмерных кристаллов оказалось настолько интересным и необычным процессом, что исследователи стали искусственно создавать двухмерные кристаллы (а точнее, системы, которые ведут себя как двухмерные кристаллы) с целью проверить предсказания теории. По современным представлениям плавление обычного, трехмерного кристалла происходит так. При повышении температуры амплитуда тепловых колебаний увеличивается, а значит возрастает подвижность отдельных атомов и групп атомов. Это – так называемая стадия предплавления. При температуре, равной температуре плавления, концентрация дефектов достигает критического значения – материал теряет прочность, кристалл распадается на множество мелких островков, которые начинают «плавать». При дальнейшем подводе тепла эти островки разваливаются на отдельные атомы – так получается жидкая фаза. Почему мы так долго задержались на физике кристаллов? Только потому, что только они дают ответы на вопросы, связанные с поведением молекул белка, их кинетикой в зависимости от условий и причин их самоорганизации. Теперь начинается интересное. Для контраста давайте рассмотрим одномерный кристалл, то есть просто бесконечную одномерную цепочку атомов, связанных между собой межатомными силами. Статистическая физика такой системы приводит к неожиданному результату: оказывается, в таком кристалле энергетически выгодно рождать коллективные длинноволновые колебания-фононы. Настолько выгодно, что при любой конечной температуре они будут самонарождаться: энергия тепловых колебаний атомов перейдет в энергию коллективных колебаний. И если амплитуда коллективных колебаний достигнет в данной точке определенной критической величины (а это рано или поздно случится), то кристалл в этом месте попросту разорвется! Заметьте, насколько важна здесь одномерность: то, что в трехмерном случае привело бы всего лишь к точечному дефекту, в нашем случае влечет за собой разрыв всего кристалла – ведь достаточно порваться всего лишь одной связи, и кристалл разрушится! Из этой качественной картины следует поразительный вывод: в одномерном случае при любой конечной температуре не существует устойчивого кристаллического состояния вещества! Как мы знаем, в белках все виды его построены из одномерных цепей, и только β-структуры двухмерные. Теперь можно предположить, что автоколебания самозарождаются из одномерных цепей белка, а появление дефектов в третичной структуре белка есть не что иное, как разрыв полимерной цепи. В двухмерном кристалле эти дефекты будут выглядеть как щель… Уж не эта ли щель и является свободной энергией, заставляющей самоорганизовываться белок? И последнее, цепи α-структуры не могут находиться в кристаллическом состоянии, следовательно, согласно нашей теории, они имеют только косвенное отношение к раковому процессу. А вот β-структуры самое непосредственное.