Идущие по пустыне: время - Виталий Тихоплав

4. Живые организмы способны создавать порядок из хаоса уже на молекулярном уровне и тем самым противодействовать росту энтропии. Они извлекают структурированную, полезную для организма отрицательную энтропию (негэнтропию) из окружающей среды, обеспечивая термодинамическую неравновесность своих систем. При этом избыток положительной, неструктурированной энтропии «сбрасывается» обратно в окружающую среду. Живому свойственна энергетическая экономичность и высокая эффективность использования энергии.

5. Живому присуща самоорганизация, постоянное развитие, изменение и усложнение. Система самосовершенствуется и усложняется.

Живая клетка – это способная к самосборке, самореализации и самовоспроизводству изотермическая система органических молекул, извлекающая свободную энергию и сырьевые ресурсы из окружающей среды. В клетке осуществляется множество последовательно протекающих органических реакций, ускоряемых органическими катализаторами (ферментами), которые производит сама клетка. Клетка сама себя поддерживает в динамическом стационарном состоянии, далеком от равновесия с окружающей средой. Она функционирует по принципу максимальной экономии компонентов и процессов.

Если в самоорганизации неживых структур молекулы просты, а механизм реакций сложен, то в живых системах, наоборот, молекулы очень сложны, а механизмы просты.

6. Живые организмы способны размножаться, то есть воспроизводить самих себя. Это самовоспроизводство идет в избыточных количествах, что способствует естественному отбору.

Способность клетки к почти точному самовоспроизведению на протяжении многих поколений обеспечивается самовосстанавливающейся системой линейного кодирования.

7. Наследственность живого определяется генетическим аппаратом, а изменчивость – условиями окружающей среды и реакцией на них организмов. У живых организмов есть прошлое. Наследственная информация, заложенная в генах организма, необходима ему для существования, развития и размножения. Она передается по наследству его потомкам, определяя направление развития организма в окружающей среде. Организм гибко реагирует на изменяющуюся внешнюю среду, откликается новыми свойствами, которые, передаваясь потомкам, обеспечивают эволюцию их развития.

8. Высшим формам живой материи свойствен разум, это позволяет материи изучать, анализировать и познавать самоё себя.

Живое способно ассимилировать полученные извне вещества, то есть перестраивать их, уподобляя собственным материальным структурам, и за счет этого многократно воспроизводить их [1].

Словом, человеческий организм – совершенное творение природы. Это единая, сложная, автоколебательная[33], саморегулирующаяся, самонастраивающаяся биосистема, состоящая во взаимодействии с окружающей средой.

Жизнь протекает в режиме автоколебаний, которые являются ее свойством, проявляющимся на всех уровнях организации (клеточном, органном и организменном). Выживание обеспечивается взаимодействием организма и среды.

Сложный организм существует и выживает в режиме непрерывной автоматической перестройки множества процессов, перестраивая и регулируя их так, чтобы они обеспечивали эффективное выживание, оптимально соответствовали внутренним и внешним условиям [2].

В чудо-организме заложены программы жизнедеятельности, систем управления (генетическая, нервная, эндокринная) и связь с окружающей средой.

Главной системой, управляющей организмом с помощью электрических сигналов (нервных импульсов), является нервная система, главным центром, регулирующим все процессы – головной и спинной мозг, внешними регуляторами внутренних процессов – условия окружающей среды.

Центральная нервная система управляет всеми процессами. В головном и спинном мозге имеются программы управления функциями, центры синтеза и анализа информации, поступающей по нервным путям от всех внутренних органов и из внешней среды.

Изменение состояния внешней среды воспринимается нервной системой (колебания магнитного поля), жидкими средами организма (колебания гравитации), рецепторами кожи и сетчатки глаз (тепло, холод, свет), преобразующими внешние раздражения в нервные импульсы.

Головной и спинной мозг функционирует в режиме непрерывной автоматической перестройки. Мозг постоянно получает информацию об изменении внутренних и внешних условий, анализирует силу и характер раздражений, осуществляет синтез всех сигналов, формирует ответные реакции и обеспечивает оперативное изменение деятельности различных органов и систем (эндокринной, сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной и др.) и всего организма в целом.

Все процессы имеют ритмическую организацию. Они протекают в режиме автоколебаний, обеспечивающих согласование процессов между собой и с условиями существования. Целостный организм представляет собой единую автоколебательную систему, в которой все процессы закономерно изменяются во времени.

Согласованность колебательных процессов на клеточном, органном и системном (нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая, пищеварительная и другие системы) уровнях обеспечивает нормальную работу организма как целого.

И при этом человек – часть общей картины Солнечной системы и подчиняется всем ее законам. И в первую очередь, закону смены дня и ночи и закону смены сезонов, которые напрямую связаны с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца.

Живой мир и ритмы

Эта зависимость хорошо прослеживается на примере растений и животного мира, которые учитывают суточное и сезонное вращение Земли.

Еще в начале XVIII века французский ботаник Анри Луи Дюамель дю Монсо, проводя опыты с гелиотропом, обнаружил удивительную особенность: листья растения к восходу Солнцу поднимались вверх, а к закату опускались. Он установил растение в темной комнате, куда не пробивался солнечный свет, где постоянно были сумерки. И что же? Растение четко выполняло заложенную в нем программу. Как по часам листья вовремя поднимались и вовремя опускались вниз. Подобное явление Дюамель наблюдал и с фасолью. Вывод, который был сделан, таков: растения фиксируют суточное изменение.

Оставалось непонятным, каким образом растения определяли продолжительность светового дня, если смены дня и ночи в темной комнате для них не было.

Это же касается и сезонных изменений, ибо все мы знаем, как вовремя деревья сбрасывают свою листву с наступлением осени.

Хорошим примером учета сезонных изменений являются птицы. Например, зяблик (в переводе это слово означает «холостяк») прилетает к нам ранней весной, когда еще лежит снег. Прилетают только самцы, ибо самкам пока еще нечего делать, да и нечего есть. И этот маленький комочек никогда не ошибется и не прилетит осенью, ибо он «знает», когда весна обязательно придет.

Кстати, по птицам и растениям можно определять и время, правда, с некоторой неточностью. Знакомый нам зяблик начинает свою первую песню с 2-х часов ночи до 2 часов 30 минут, а малиновка – с 3 до 4 часов утра. Шиповник, например, раскрывает свои бутоны с 5 до 6 часов утра, а «укладывается спать» с 20 до 21 часа.

Наблюдение за миром растений и животных позволило сделать принципиально важный вывод: процессы, происходящие в мире растений и животных, – это периодические процессы. Следовательно, есть некие биологические часы, которые регулируются светом и практически не зависят от температуры. Именно по ним мир растений и животных регулирует свою жизнь. Но что они собой представляют и где находятся, оставалось неизвестным. Надо было найти «маятник» в биологических процессах (маятник олицетворяет ход времени в часах), который должен был быть высокочастотным. То есть надо было найти высокочастотный биохимический процесс, реагирующий на свет и не зависящий от температуры.

В XX веке начался интенсивный поиск часового механизма в человеке. И начался он с изучения колебательных химических процессов.

Химические колебания

Скорее всего, первые открытия химических колебаний носили случайный характер в работах ученых Древней Греции и Китая, а также алхимиков средневековой Европы.

Одна из первых публикаций по химическим колебаниям относится к 1828 году. В ней Т. Фехнер изложил результаты исследования колебаний электрохимической реакции. В 1833 году В. Гершель опубликовал подобное исследование колебаний каталитической гетерогенной реакции. Наиболее интересна публикация М. Розеншельда в 1834 году.

Ее автор совершенно случайно заметил, что небольшая колба, содержащая немного фосфора, в темноте испускает довольно интенсивный свет. В самом факте свечения фосфора не было ничего удивительного, но то, что это свечение регулярно повторялось каждую седьмую секунду, было интересно. В публикации Розеншельда приводилось детальное исследование мерцаний колбы.