Цивилизация будущего

Сделаем небольшую экскурсию в историю Земли. Наша планета принадлежит к открытым системам и все появившееся на ней виды являются также представителями открытых, живых систем. Рассмотрим некоторые земные проблемы из ею истории.

Около 4 млрд. лет Земля остыла настолько, что на ею поверхности начала формироваться твердая кора из остывших пород. В то время легкие, газообразные вещества поднимались вверх и формировали первичную атмосферу. По своему составу та первичная атмосфера существенно отличалась от существующей в настоящее время атмосферы. Свободный кислород в атмосфере древней Земли, по всей вероятности, представлен не был, а в ею состав входили вещества преимущественно в восстановленном состоянии – такие как водород, метан, аммиак, пары воды, азот, окись и двуокись углерода. Вот с этого времени и начинали действовать в полной мере само организационные процессы на Земле. При температуре в тысячу градусов Цельсия в первичной атмосфере начинается синтез простых органических молекул, таких как аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, простые сахара, многоатомные спирты, органические кислоты и другие вещества.

Энергию для синтеза они получали от Солнца, где действовал целый спектр излучений – ультрафиолетового, гамма, бета излучения, электромагнитного, а также могли действовать грозовые разряды. Дополнительный энергетический и химический материал поставляли беспрестанно действующие вулканы. Причем именно ультрафиолетовое излучение Солнца, от которого Земля была еще не защищена озоновым экраном, ученые считают основным источником энергии для абиогенного (т. е. проходящего без участия живых организмов) синтеза органических веществ.

С. Капица, С. Курдюмов, Г. Малинецкий приводят вывод, что – «Форма определяет существование структуры. Замечательный факт, что для создания сложной структуры, развивающейся во времени, надо верно угадать ею форму. Количество вложенной энергии не играет здесь никакой роли. Множество причудливых конфигураций вначале порождало у исследователей иллюзию того, что в этой вселенной можно построить структуры любой сложности. И одним из ключевых результатов анализа стало доказательство того, что в этой среде могут быть построены только эти структуры и никакие другие.»[9] Для обоснования данной точки зрения был привлечен солидный математический аппарат, строились различные графики и проводились их анализы. С этим положением можно согласиться, но только не с утверждением о количестве вложенной энергии. Не только с количественной, но и с качественными сторонами воздействия энергии. Именно хиральный характер электромагнитных излучений является одним из основных видов воздействий на формирование открытых систем. Никакие графики и формулы не способны описать их воздействие. Видимо по этой причине было предположено сослаться на отсутствие значимого вложения энергии. Поэтому вышеупомянутые исследователи не смогли это выявить. А вот для понимания многих аспектов и выводов, представляемых авторами, необходим определенный профессиональный уровень математических знаний. Для большинства людей это остается просто недоступным даже для простого восприятия. Основное – именно энергия, ею «количество» и виды вызвали к жизни процессы самообразования живых систем на нашей планете и не только на ней.

В принципе, материя не в состоянии «самообразовываться» без воздействия энергии. Поэтому момент самообразования невозможно рассматривать без энергетических воздействий. Но они и сами признают – «Но как объяснить и смоделировать новые свойства у образующегося целого? Как описать их структуры, их размер, форму или, возможно, спектр форм; законы их развития, вхождения в новые целостности и причины распада? Здесь новые возможности в понимании этих процессов дало применение нелинейных математических моделей и вычислительный эксперимент. Последнее связано с недостаточным развитием даже в современной математике аналитических методов исследования нелинейных моделей»[9]. Жизнь оказалась гораздо богаче математических моделей любой сложности. Не смогла математика и физика сформулировать в полной мере такие свойства систем как самоорганизацию и усложнения систем при появлении, воздействии новых форм энергетического воздействия.

Абиогенный синтез органических молекул происходит на Земле и в настоящее время (например, в процессе вулканической деятельности). При этом в вулканических выбросах можно обнаружить не только синильную кислоту, являющуюся предшественником аминокислот и нуклеотидов, но и отдельные аминокислоты, нуклеотиды и сложные по строению органические вещества порфирины.

Абиогенный синтез органических веществ возможен не только на Земле, но и в космическом пространстве, на других планетах. Простейшие аминокислоты обнаружены в составе метеоритов и комет. Образование биополимеров (в частности, белков из аминокислот) происходило в атмосфере при температуре около 180 °C, их смыва, выпадения в первичный океан с атмосферными осадками. Кроме того, возможно, на древней Земле аминокислоты концентрировались в пересыхающих водоемах и полимеризовались в сухом виде под действием ультрафиолетового света и тепла лавовых потоков. Коацерваты и их эволюционные преобразования интересовали и британского ученого Джона Холдейна.

Теория Опарина – Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, уступила место более современной теории. Были открыты рибозимы – молекулы РНК, обладающие ферментативной активностью и способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК. Происходил процесс катализа биохимических реакций и сохранение наследственной информации.

В любом случае времени, исходного материала и энергии для этого было предостаточно. В открытых, живых системах каждый новый виток изменения энергетических параметров среды вызывает появление, самообразование новых видов, усложнение всех их подсистем. Это также можно отнести к постулатам. По временной шкале около 3,5 миллиарда лет назад на Земле температура снизилась до температуры менее 100 °C, это снижение привело к конденсации паров воды, появление водных бассейнов и условий для более интенсивных процессов образования белковых соединений.

Важное открытие было сделано в заливе Шарк-Бэй, в районе Западной Австралии, где сохранились строматолиты[10]. Ширина каждого из этих каменистых образований составляет порядка 30 см, а высота – 60 см. Огромная важность находок в заливе Шарк-Бэй для науки стала очевидна в 50-е годы двадцатого века. В ходе проведения одной из экспедиций в это место австралийский геолог Филипп Плейфорд смог изучить процесс формирования строматолитов. В составе покрывающей их слизи Плейфорд нашел нитчатые цианобактерии, которые, как выяснилось, и образовали строматолиты. В формировании строматолитов участвовали целые колонии способных к фотосинтезу микроорганизмов. Год за годом они наслаивались друг на друга, а при отмирании превращались в осадочные породы. Строматолиты – предки всего живого на Земле и поставщиками кислорода. В действительности они и являются нашими далекими родственниками.

Проще и понятнее все объясняется спецификой строения не геометрических форм, а строением всех элементов систем, их соподчиненностью, особенно тех, изобразить которых в развитии и взаимодействии невозможно графически. Способность этих элементов к соединению основывается на их асимметричном строении, как главным элементом, лежащим в основе этого великого процесса самообразования систем.

Есть уникальное свойство способствующее самообразованию открытых систем, живой материи, которое называют хиральностью. Выяснение этого обстоятельства можно найти в трудах многих ученых. Так В. Горбачев в работе «Концепции современного естествознания» отмечал: «В свое время Л. Пастер, а затем и В.И. Вернадский предлагали на этом принципиальном различии провести раздел между живой и неживой природой. Предполагают, что основополагающим признаком возникновения и развития жизни и является способность живых организмов извлекать и конструировать из симметричных и хирально нечистых молекул окружающей среды хирально чистые молекулы, необходимые для живого организма»[3]. Только не следует полагать, что в соответствии с выводами автора, произошел Большой Биологический Взрыв и «…возникновение жизни в целом связано со спонтанным нарушением имевшейся до того в природе зеркальной симметрии»[3]. Хватило нам и одного Большого Взрыва, а асимметрия имела место возникнуть сразу, она «заложена» во всех структурных элементах Вселенной. Без этого не было бы ни звезд, ни планет, ни галактик. Она распространяется и на все биологические системы и их «взрывать» нет надобности. Другой автор в своем труде «Дихотомия правого и левого в живых системах» – А.С. Холманский пишет, что «Философская база парадигмы дихотомии зиждется на «хирально стерильных» законах диалектики (закон подобия, единства и борьбы противоположностей). Они не содержат правил комбинирования дискретных форм материи, обусловивших асимметрию между право— и левовинтовым движением на уровне элементарных частиц. Поэтому открытыми остаются вопросы: почему процесс самоорганизации мира уже в самом начале предпочел частицы, а не их зеркальные антиподы – античастицы? Существует ли в природе универсальный физический фактор, под действием которого мир, а затем и биосфера приобрели дисимметрию и хиральность?»[11]. Могу ответить и А. Холманскому – это действительно универсальный физический фактор и эта хиральность, асимметрия является составляющей частью образования всех открытых, живых систем и самой Вселенной в целом. Это свойство материи определяет все процессы самообразования систем.