Читать книгу: «Сущность виртуальности. От конструкта к онтологическому статусу (Виртуальность мира и миры виртуальных реальностей)», страница 3
Физическая реальность – конвертирующее поле волновой природы. В нем рождаются вещество и антивещество. При конвергенции двух вихревых систем плотность энергии увеличивается, и одновременно уменьшаются размеры локализации энергии. Открытие законов конвертирующего поля позволит получить ответ на вопрос: Как происходит появление дискретного вещества из непрерывного, недискретного вакуума? Предельно энергонасыщенные конвертирующие поля являются началом «вещественного» уровня организации материи в виде пары частиц электрона и позитрона (протона). Открытие суперфизической реальности приведет к пересмотру сущности физической, химической, биологической форм материи, их супервзаимодействия и внутренней активности, становления в пространстве волновых форм существования материи. А. Эддингтон писал, что «когда мы принимаем, что некоторая часть содержит вещество, мы познаем присущую миру в этой области кривизну. Не следует воспринимать вещество как нечто постороннее гравитационному полю, вызывающее в нем возмущение. Возмущение и есть вещество». (519. 189) А.И. Арлычев предлагает формальную и субстратную модель эволюции Вселенной. В ней появление вещества трактуется как результат взаимодействия электромагнитного и слабого полей. В акте отношения двух разнородных полей происходит метаморфоза с их виртуальными носителями. Виртуальная единица электромагнитного поля электрон – позитрон (е- и е+) и виртуальная единица слабого поля нейтрино – антинейтрино, вступая во взаимодействие друг с другом порождают новый субстрат. Это становится возможным благодаря физической разнохарактерности колебательных процессов полей – вибраторного колебания в электромагнитном поле и осциляторного (прерывистого, мерцающего) в слабом поле. В результате происходит перегруппировка компонентов в виртуальном носителе. Электрон (е-) как бы вбирает в себя антинейтрино, а позитрон (е+) – нейтрино. Подобный «отбор» обусловлен отношением зарядов: электрических – у электрона и позитрона и лептонного у нейтрино и антинейтрино. Вновь появившийся субстрат весьма необычен по своей физической природе. Он занимает промежуточное положение между полем и веществом, ибо в полной мере еще не стал частицей, но его уже нельзя считать виртуальной частицей поля. Это неопределенное состояние назвали «кварк». Кварки замечательны тем, что у них изначально возникает такое фундаментальное свойство актуального вещества как масса, указывающая на появление субстрата состояния покоя. При этом кварки совершенно неустойчивы и потому не могут самостоятельно существовать. Этим они принципиально отличаются от полевых субстрат, которые, находясь в положении непрерывного виртуального процесса, абсолютно устойчивы и именно потому составляют исходный фундамент всего мирового субстрата.
Согласно теории горячей расширяющейся Вселенной химическая материя возникала в два этапа. На рекомбинационном этапе образовались атомы двух элементов: водорода и гелия в соотношении 7 к 3 по массе и 90,3% и 9,7% по числу атомов. Примерно через 1 млн. лет от начала расширения Вселенной газ становился прозрачным для излучения, а плотность его энергии из-за расширения оказывалась недостаточной для поддержания ионизации. Прежде однородные водородный и гелиевый газы теряли устойчивость, росла флуктуация, формировались скопления звезд, галактик. Дальнейшая химическая эволюция шла как по линии усложнения структуры, так и образования незамкнутых повторяющихся систем. Устойчивое взаимодействие атомного ядра и электрической оболочки обусловило возникновение химических систем. Химические связи ведут к дивергенции – закономерному чередованию свойств и возникновению химической эволюции. В химических взаимосвязях (обратимых реакций) происходит обратное превращение: вещество, синтезируемое из нескольких других, распадается на эти самые вещества в этих же пропорциях – действует закон химического сохранения. В неживой природе самосохранение держится на авторегуляции процессов самовосстановления отношений со средой взаимодействия. Закон всемирного тяготения «сочетается» с законом всемирного отталкивания. На физическом уровне вещество рассматривается с точки зрения массы и энергии. На химическом уровне оно рассматривается с точки зрения валентности – способности создавать связи-реакции с «избирательной активностью веществ, то есть их способности взаимодействовать и усложняться по ходу химических реакций. Эволюционный процесс на химическом уровне – бесчисленное множество реакций синтеза и распада, усложнения состава веществ, теряющих прежние свойства и приобретающих новые свойства.
Мир вещества химически един для известной нам Вселенной. В ее составе: водорода 90%, гелия 9%, 0,1% кислорода, 0,06 % углерода, 0,01 % азота, 0,005% магния, 0.004 железа, 0,002 серы и «незначительные» доли других веществ.
Современные достижения химиков выражаются в способности пространственно фиксировать, перемещать и распознавать одиночные атомы и молекулы, измерять почти все их существенные свойства. Поэтому возникла возможность манипулировать одиночными молекулами в технологии нанооптики и наноэлектроники. Предполагают, что к 2025 году возникнет новая молекулярная техника, а к 2035 году квантовые компьютеры, в которых логические связи между элементами будут осуществляться логическими вентелями (основными элементами логической обработки данных) и «умными» молекулами. Появятся материалы со сверхвысокой магнитной памятью. Проблемы химической науки (превращения веществ, когда воздействие одних веществ на другие приводит к появлению других веществ) все более тесно связываются с идеями эволюции, развития, изменчивости состояний, непрерывности связей и переходов одного качественного состояния вещества в другое, с идеями преемственности и отрицания, учета бесконечного числа степеней соединений молекул. Эволюционные идеи «звучат» в периодической системе химических элементов, в саморазвитии химических систем, неорганических молекул, открытых автокаталических химических реакциях. Развивается теория переходного состояния или активированного комплекса, где новые связи начинают образовываться одновременно с ослаблением и разрывом старых связей, которые не исчезают полностью, поскольку преобразуются. Химическая эволюция раскрывает ход усложнения вещества и роль в нем виртуальности катализаторов, ферментов, генов.
ВИРТУАЛЬНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ. Природа химических связей едина и имеет электрическую основу. Химические процессы обусловлены обменно-спиновым взаимодействием электронов атомов, участвующих в образовании химических связей (ионной, ковалентной, металлической, межмолекулярной). Полный перенос электронов от одного атома к другому приводит к образованию трехмерной решетки из заряженных частиц. Химическое вещество обладает массой покоя на основе связи атомов в молекуле – простейшей частице вещества в процессе химических преобразований.
Проблема усложнения веществ в ходе химической эволюции приводит к парадоксу возникновения «прибавочного» содержания системы, которого не было в предыдущем состоянии. Это выражают формулой: H = S + h. Где H – новое, более сложное. S – более простое состояние до реакции. h – приращение сложности в ходе изменения S. Откуда появилось h – то, которого никогда раньше не было? Участвует ли в этом виртуальность? Может быть она, активизируясь вдруг, способствует h возникнуть из преобразованного старого? Или само старое содержит в себе нечто «добавочное»? В.В. Орлов полагает, что «добавочное» содержится в свойствах самой материи как нечто изначальное. Оно «берется» из возможности бесконечного усложнения материи, возникает в ее изменениях, в ее переходах от возможного к действительному, в переходах от одного уровня к другому.
Химики занимаются получением разнообразных веществ на основе изменения межатомных связей. Они выяснили, что простейшие реакции протекают крайне редко. Взаимодействующие молекулы «идут» обходным путем, образуя ряд неустойчивых, легко вступающих в новые реакции частиц, которые названы свободными радикалами. Эти радикалы создают длинную цепь различных превращений. Реакция идет ступенчатыми звеньями. Радикалы возникают спонтанно (таков и признак виртуальности). Их трудно получить по заранее «строго» составленной программе.
ВИРТУАЛЬНОСТЬ КАТАЛИЗАТОРА КАК ПОСРЕДНИКА. В химической эволюции велика роль катализаторов – малых комплексов некоторых химических веществ (каталистических систем атомов), под действием которых ускоряются химические реакции в природе (ныне их производят искусственно и широко используют в промышленности). Каталические системы обладают селективностью и стабильностью. Природа химического вещества насыщена бинарностью – «действием» ускорителей и замедлителей реакций. Ускорителям процессов противостоят замедлители, катализаторам – ингибиторы (лат. inhibere – сдерживать, останавливать). Ингибиторы замедляют и прекращают химическую реакцию, тормозят, сдерживают активность катализаторов.
До наступления определенных химических реакций некоторые свойства веществ существуют «скрытно» и проявляются лишь в момент взаимодействия с другим веществом, а после взаимодействия перестают участвовать в реакциях. Такой оказывается роль некоторых катализаторов, виртуальности их посредничества, Катализатор – вещество, изменяющее скорость химической реакции путем участия в ней, но в конце реакции оно оказывается как бы прежним в своем неизменном виде и количестве, так как успело измениться, «израсходоваться» (повлияв на взаимодействие) и вновь восстановиться, оказаться тем, что было до реакции. Катализатор претерпевает циклические превращения, открывает новый путь изменению, превращению исходных веществ в новые, увеличивает скорость образования нового химического продукта. Французские химики Н. Клеман и Ш. Б. Дезорш в 1806 году катализом ускорили процесс получения серной кислоты, добавив газообразную двуокись азота к смеси двуокиси серы, воздуха и водяных паров. Двуокись азота оказалась переносчиком молекулы кислорода, ускорившего химическую реакцию.
Автокатализ ускоряет транспортировку частиц и энергии в процессе их самосборки в неравновесных условиях с образованием новых структурных элементов. Катализатор увеличивает степень компенсации энергии разрыва связей в реагирующих веществах за счет промежуточного химического воздействия реактивов с ним. Установлена связь между свойствами катализатора и скоростью каталического превращения с учетом воздействия среды на катализатор. Г.К. Боресков выявил постоянство каталической активности веществ одинакового химического состава и структуры независимое от способа их приготовления. Химические реакции – совокупность межатомных соединений и их превращений, происходящих с разрывом одних атомных связей и образованием других – способ химического существования и развития, превращения некоторого конечного числа реагирующих субстратов в процессах синтеза и распада. Субстраты переходят в новое состояние при помощи каталического посредника – другого субстрата. В химическом развитии новое качество выступает как паритетный результат двух и более химических субстратов. Происходит химический отбор, самосборка (субстратный синтез) в соответствующей среде. В химической эволюции химические элементы усложняются нелинейно.
Илья Пригожин и Манфред Эйген – два Нобелевских лауреата по химии, первопроходцы в изучении самоорганизующихся химических систем доказали, что химические сети открывают путь к спонтанному образованию упорядоченных форм. (349. 47) Запуск любого окислительного процесса в системе (содержащей элементы, необходимые для его протекания) требует импульса высокой энергии. Его дает детонатор, вызывающий «мерцающее пламя» преобразования и поддержания реакции. Катализ – самоподдерживайщийся, самоорганизованый химический процесс на границе с живым веществом. Но что инициирует включение действия катализатора? Вероятно виртуальность катализатора «включает» эту «способность» химических элементов взаимодействовать, вызывая возникновение новых химических свойств новых элементов с их новыми взаимосвязями.
В ходе эволюции химическое становится настолько сложным, что не может не подготовить сложное вещество для появления биологической формы материи. Оказалось, что в процессах жизни лежат каталические реакции, на химическом уровне они представлены изолированными химическими цепочками, тогда как на биологическом уровне – это целый комплекс таких цепочек, связанных в целостную, относительно автономную систему – живую особь. Саморазвитие, усложнение химического вещества с его каталическими системами привело к переходу химической эволюции в биологическую эволюцию.
Существует принципиальное отличие химического вещества и биологического. Если химические реакции обратимы, то в биологических системах существуют необратимые процессы: белок живого организма при определенной температуре «умирает» – превращается в вещество. Атомы взаимозаменимы, организмы – нет, поскольку смертны. Их существование и «возобновление» самообеспечено генетическим кодом.
ПРЕВРАЩЕНИЕ НЕЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В ЖИВОЕ СУЩЕСТВО. Химическая эволюция на планете Земля подошла 3,7 млрд. лет тому назад к появлению сложного химического субстрата, замкнутого на себя, приобретшего автономность и устойчивость, способного к саморазвитию. Достигший определенной сложности субстрат превратился в живую материю. Химический процесс стал жизненным самосохраняющимся процессом. В нуклеиновых кислотах – важнейшем компоненте живой материи – благодаря их структуре происходило накопление информационного содержания в сжатой, кодированной форме. В процессе самоорганизации предбиологических химических систем шел самоотбор элементов, необходимых для возникновения жизни и ее функционированию. Из 118 (126?) химических элементов многие принимают участие в жизнедеятельности организма, а шесть – углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера (обладающие наивысшим потенциалом в химической эволюции) – составляют основу живых клеток, составляя 97,4% живого вещества. Натрий, калий, кальций, магний железо, цинк, алюминий, хлор, медь, кобальт, бор составляют остальные 2,6 %. Возникновение жизни на планете Земля – один из возможных вариантов химической эволюции Вселенной – при оптимальном многообразии химических связей на планете Земля проходил на основе углеродных соединений. (На других планетах такой основой мог быть другой химический элемент, а не углерод.)
Подобно тому, как кристалл самособирается из атомов, «присоединяя» их к себе из насыщенного раствора, процесс эволюции содержал своего рода самосборку разных блоков веществ из окружающей среды. Весь ансамбль форм живого укоренен в свойствах физического вакуума и задается одновременно множеством решений некоего биологического аналога фундаментальных физических уравнений. И это происходило задолго до того, как реальный процесс предбиологической эволюции мог начаться. Процесс эволюции представляет собой не простое превращение одних видов в другие путем хаотических мутаций, а прохождение «проб», «ошибок», шаг за шагом, испытаний вариантов возможностей и параллельно с этим растекание по многомерному полю допустимых вариаций в плоскости одного эволюционного этажа. Эволюция – это не только возникновение (и исчезновение) новых форм, но и последовательность заполнения вакаций, выявление новых возможностей у элементов уже существующего этапа. История Космоса единый, хотя и чрезвычайно неравномерный процесс самовозникновения усложняющихся форм материи.
Физические процессы образования атомных ядер в физическом вакууме проходили внутри «старых» звезд. (Химическое вещество в буквальном смысле есть «пепел» таких звезд – долгожителей.) До того, как появилось наше Солнце, несколько поколений тяжелых звезд прошли свой жизненный цикл, превратив первоначальный водород в основные химические кирпичики жизни. Физические процессы образования элементов – органогенов «направлены» на возникновение химической материи, предопределяют субстрат, структуру, свойства и законы химического поведения органогенов. Физическая связь химических реакций определяется количественным соотношением атомов разных элементов. Р. Дикке считал, что для того, чтобы появились строительные блоки органогенов – химических элементов тяжелее водорода – углерод, азот и кислород должны оказаться рассеянными по галактике в результате завершения цикла эволюции звезд хотя бы одного поколения. Ф. Хойл открыл, что ядра углерода синтезируются в звездах в результате почти одновременного столкновения трех ядер гелия. Пылевые облака, из которых образуются звезды, и планеты на 98% состоят из водорода и гелия. Но в остальных 2% входящих в состав органических соединений элементы (углерод, водород, кислород, азот) составляют более 90%. При образовании планет большую роль играет пылевая компонента. Органические частицы вместе с газом оседают в диске, где из-за гравитационной неустойчивости формируются сгустки размером в несколько метров в диаметре, и это в основном органика. Здесь возникают условия для астрокатализа, образуется мир РНК, который является предшественником жизни. (Вестник РАН, июнь 2012, С. 572.) Изучаются экзопланеты в галактике М 31 туманности Андромеды с массой равной 2 массам Земли.
Герберт Спенсер писал, что исследователями мало – помалу заполнялась пропасть между неорганическим и органическим веществом. Более пяти тысяч сложных органических соединений ныне производят химики из неорганических веществ. Изучается биохимическая доклеточная эволюция макромолекул – гиперциклов и возникновение мембран. Природа «строит» химические объекты, опираясь на преобразование молекулярной и надмолекулярной структур, предваряющих законы развития живого: наследственность, изменчивость, естественный отбор.
Переход химической эволюции к биохимической и биологической эволюции выразился в усложнении структуры систем. Взаимосвязь «одиночных» атомов привела к простым молекулам (комплексам атомов) Они сгруппировались и перешли в сложные макромолекулы (самовоспроизводящихся белков) и ультрамолекулярные системы (пробионтам), затем в одноклеточные организмы, способные совершать «направленные» действия. Возник биологический катализатор, действующий как сила ускоряющая (и направляющая?) биологическое развитие. Возникновением молекул – центральным событием в химической эволюции – управляют энергия и спин (угловой момент движения электронов и ядер, поскольку электрон и ядро – квантовые волчки).
ОЖИВЛЕНИЕ КОСНОЙ МАТЕРИИ. ЖИЗНЬ. Вселенной 13,8 млрд. лет, галактике «Млечный путь» – 13 млрд. лет. Возраст Солнца 4,6 млрд. лет, возраст планеты Земля около 4,5 млрд. лет. Жизнь на ней зародилась не позднее 3,7 млрд. лет. В первичной атмосфере не было кислорода, но были водяные пары, водород, углекислый газ, сера, азот и температура тропиков. Появление жизни относят ко времени самого первого охлаждения планеты Земля с условиями «подходящих» температур для набора комплексов группирующихся веществ. Жизнь «пряталась» в квантовой неопределенности и «готовила» себя в химическом предклеточном состоянии, дожидаясь «подходящей» обстановки для своего самовозникновения. Земля оказалась «подходящей» планетой, насыщаемой энергией «подходящей» звезды – Солнца. Она располагалась на «подходящем» для жизни расстоянии от звезды – не слишком близко, но и не далеко. (Не выяснена роль собственной радиоактивности планеты и подвижки земных плит в процессах перехода вещества в существо.)
Исследователи Космической станции установили, что семена некоторых растений, лишайников и микробов в условиях открытого космоса не разрушаются. Бактериальные споры выживают только в местах, защищенных от ультрафиолетового излучения Солнца. Аминокислоты и пептиды разрушаются под воздействием солнечного ультрафиолета. Следы микроорганизмов найдены в метеорите с Марса и делается заключение, что, возможно, на нем была жизнь.
СОЛНЦЕ. К.Я. Кондратьев и И.П. Федченко в работе «Влияние спектра солнечной радиации на эволюцию биосферы» отмечают сходство химического состава солнечной и земной атмосферы, исключение составляет водород, которого на Солнце значительно больше, чем на Земле. Поскольку Земля с начала своего существования находилась в сфере непосредственного воздействия Солнца, то интенсивность и спектральный состав солнечной радиации предопределил строение органических веществ. В период биохимической эволюции, когда в атмосфере планеты не было большого количества свободного кислорода, и, следовательно, не мог образоваться озоновый экран, защищающий поверхность от ультрафиолетовых излучений в области длин волн короче 300 мм, эта область спектра солнечного излучения поставляла энергию для синтеза биохимических соединений. Из химических веществ (Н2О, СО, СО2, СН2О, НСN и др.), присутствующих в атмосфере, литосфере и также в ближайшем космосе образовались различные соединения, составившие в дальнейшем основу полимеров. Лучистая энергия Солнца, пройдя через атмосферу Земли, преобразуется. На пути от внешней границы атмосферы на земной поверхности планеты идет поглощение и рассеяние лучистой энергии, причем ослабление солнечной радиации в атмосфере зависит от длины волны. Образование протоклеток и молекул, способных поглощать и преобразовать солнечную энергию, открыло путь для усложнения их структур. На этой стадии эволюции химические соединения включали в себе углерод, водород, кислород и, вероятно, серу. Вступление в игру азота (скорее всего, в виде аммония NH3) сделало возможным резкое возрастание сложности молекул, поскольку азот необходим для реализации двух отличительных черт клеточной жизни – катализа и хранения информации.
Совокупность факторов, позволяющих возникнуть жизни на Земле, ученые называют жизнепригодностью. Она определяется массой планеты, ее составом, орбитальными характеристиками и параметрами звезды, вокруг которой вращается. Для того чтобы на планете Земля образовались океаны, моря, реки, озера, горы необходимо было, чтобы множество факторов сошлись в едином целом, и было «достаточным» расстояние до звезды, у которой был определенный «запас» водорода, превращающийся в гелий.
ВОДА. Жизнь невозможна без воды. На планете Земля оказалась вода первичного океана со всеми необходимыми для появления жизни химическими веществами. В эволюции геологических систем планеты вода непрерывно растворяет горные породы, накапливает в себе химические элементы, формирует новые связи между ними. Вода «обеспечивает» единство неживого и живого. (В.И. Вернадский) О появлении воды на Земле существует две гипотезы. Первая состоит в том, что соединения водорода с кислородом накапливались в период остывающей горячей планеты. Вторая состоит в том, что вода может иметь не планетное происхождение. Вода обнаружена в виде спектральных линий излучения Солнца и с ним попадала на Землю. Молекулы воды находятся во внутреннем пространстве «нашей» звезды. Возможно, вода попадала на Землю при бомбардировке триллионами ядер комет на 80 % состоящих из воды. На Земле вода находится в жидком, твердом, газообразном, ионном состоянии. Обнаружилось и пятое ее состояние – канальное: нейтронного рассеяния в условиях ограниченной среды (расстояний ядра атома), использования энергии связей.
Вода выступает катализатором многих химических реакций. Химическая активность воды удивительна. Зарождение жизни, возможно, произошло в бескислородной водной среде. Кислород из-за высокой окислительной способности первоначально был ядовит для протоорганизмов, у которых отсутствовали защитные биохимические системы. Протоорганизмы по способу питания являлись гетеротрофами, использовали в пищу органические соединения абиотического происхождения водоемов раннего археозоя (первичного химического бульона) океанских лагун. В них и произошел 3.7 млрд. лет назад переход усложняющихся аминокислот в органеллы – цианобактерии. (Их «родственниками» являются сине-зеленые водоросли.) Цианобактерии были способны к фотосинтезу – усвоению энергии солнечного света для «своих» химических реакций, в процессе которых часть воды разлагается и выделяет в атмосферу кислород. Это радикально изменило содержание химического состава земной атмосферы и позволило жизни довольно быстро распространяться по всей поверхности планеты.
Вода – составная часть живых организмов. Любой живой организм содержит не менее 60 – 65 % воды, а у некоторых организмов воды 98%. Человеческий организм на 70 % состоит из воды, и она содержится во всех его 100 миллиардах клеток. Все его ткани насыщены водой. Ее в коже 65 %, в мышцах 60 %, в головном мозгу 71%. Даже кости наполовину состоят из воды. Поэтому человека можно считать рожденным водной планетой? При весе в 70 кг организм человека состоит из 44 кг кислорода, 14 кг углерода, 7 кг водорода, 2 кг азота. В нем 1 кг кальция, 700 г фосфора, 170 г калия, 140 г серы, по 70 г натрия и хлора, 30 г магния, 3 г железа, а также менее 1 г меди, марганца, йода и других веществ. В течение 5 – 7 лет происходит смена всех атомов человеческого организма.
УГЛЕРОД – фундамент живого организма. Земные организмы основаны на углероде. Атомы углерода могут формировать сразу четыре связи и образовывать цепочки и кольца, что объясняет разнообразие органических молекул. Они «просты» у предбиологических образований. Связи усложняются у вирусов, у бактерий, которые преобладали на планете первые 3 млрд. лет и были на ней единственными живыми организмами. Существует несколько конкурирующих вариантов понимания начала биологического развития. Проблемой остаются «начальные» истоки, неизвестны условия, невозвратимо исчезнувшие на планете миллиарды лет назад, когда произошло «оживление» сложных химических образований – органел. Признаются две стадии в возникновении жизни. Первая: химическая эволюция через биохимическое реакции привела органическое вещество к живой клетке. (Автотрофные образования создают органическое вещество из неорганического вещества.) Вторая: неизвестно как возникла «первая» живая клетка, но ее потомки развиваются в разных направлениях, порождая многообразие жизни на Земле. Жизнь – самосохраняющиеся и самовоспроизводящиеся химические процессы органического вещества. Происходило усложнение и упорядоченность молекул и атомов неорганической материи. Принцип дифференциации выразился в образовании новых видов жизни и в освоении ими различных экологических ниш. Для каждого элемента периодической системы существует «свой» вид бактерий, химически преобразующий его. Бактерии генерировали энергию, ассимилировали неорганическую среду и углерод. Переход от неживого к живому облегчался тем, что в одном и том же химическом бульоне одновременно появился комплекс химических молекул (системы доклеточного уровня – нуклеиновые кислоты и др.) белки с углеродистыми скелетами, присоединяющие химические элементы, нужные для жизни.
В эволюционной химии изучаются молекулярные ансамбли, высокоорганизованные надмолекулярные структуры со способностью молекулярного распознавания химической информации, селективным связыванием, взаимодействием рецепт – субстрат, молекулярным катализом, трансмембранным переносом. Это приводит их к самоорганизации, программированию самосборки в ходе становления биологических объектов. Примером этого являются ключевые для жизни белковые структуры.
ПРЕВРАЩЕНИЕ НЕЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В ЖИВОЕ СУЩЕСТВО. Теория биохимической эволюции строится на идее возникновения органического вещества из неорганического вещества и усложнении его самоорганизации в переходе в живой организм. «Живые системы не являются живыми ниже молекулярного уровня» (Н. Винер) По В.И. Вернадскому появление жизни – результат целостного эволюционного процесса физических, геохимических, биологических изменений в ходе космической эволюции. Жизнь – это вечная смена. Этим она отличается от всего неживого. Но и в неживом веществе – вечная смена, но с иным ритмом, масштабом, временем изменений и последствий.
Проблема процесса оживления косной материи не решена. К ее решению приближает гипотеза предбиологической эволюции соединений на углеродной основе, заложенной в структуре атомов. Многообразие молекул (состоящих из атомов) восходят к одной общей для них форме. Степень различия между двумя молекулами показывает их «удаление» от своего общего «предка» в процессе эволюции. Английский биолог и химик Руперт Шелдрейк в книге «Новая наука жизни» (1986 г.) высказал убеждение, что жизнь не может быть сведена к химическим реакциям сложных молекул, а живые организмы – это не просто сложные биологические машины. Формы, развитие и поведение организмов определяются «морфологическими полями», которые в настоящее время не могут быть обнаружены на Земле – слишком изменились на ней условия физические, химические и прабиологические.
КАТАЛИЗАТОР – ПОСРЕДНИК. Катализ играл большую роль в переходе химических систем в биологические, «поддерживая» поступление новых и удаление использованных химических реагентов при самоорганизации открытых систем. Катализатор обладает созидательным потенциалом. (Некоторые вещества могут быть и замедлителем, тормозом изменения.) М.И. Штеренберг разделяет гипотезу саморазвития катализаторов в неживой природе. Он полагает, что свойства, считающиеся спецификой жизни, существуют в неживой природе, такие как матрицирование через образование спиралей подобных ДНК, неорганических катализаторов и коротких пептидов – аминокислотных цепочек, способных к матрицированию пептидно – нуклеатидных комплексов. Эти состояния – моменты перехода неживого к живому. На основе катализа дается теоретическое обоснование самым общим представлениям об условиях, возможности, направленности и причинах химической добиологической эволюции. (512. 28) Теория эволюционного катализа описывает саморазвитие открытых каталических систем и приводит к выводу, что возникновение жизни является естественным результатом и продуктом химической эволюции каталических систем. Каталические реакции – это важнейшие процессы химии живого. В современных клетках они управляют ферментами, но на ранних стадиях эволюции сложных молекул еще не существовало. Их появление привело к быстрому росту молекулярной сложности, поскольку они служат связующим звеном, посредником между разными реакциями, образуя химические цепи. В них вступают в силу законы нелинейной динамики. Каталические реакции значительно увеличили число случайных событий, что привело к развертыванию полномасштабной дарвинской конкуренции за выживание, постоянно подталкивающей протоклетки к увеличению сложности, удалению от равновесия и, в конце концов, к переходу к жизни.
