Не счесть числа публикаций, исследующих сущность феномена жизни. Новая наука гармонология [1] развивает более ранние авторские исследования [2-6] по этой проблеме
Гармония жизни
Одно из эмпирических обобщений относительно гармонии в системе природа – человек – общество формулируется так: «Бытие есть существование противоположностей в их неразрывном единстве»[1]. Применительно к обсуждаемой проблеме это означает: если на Земле существуют процессы рассеяния вещества и энергии, то существуют и противоположные процессы их концентрирования. К числу последних относится жизнь [1-6]. Имеем следующее свойство жизни: противоположность рассеяние– концентрирование вещества и энергии разрешается в процессах жизни гармоническим синтезом – концентрированием на фоне рассеяния.
Концентрирование энергии рассеяния реализуется через структурную энергию систем жизни [1-6]. Отсюда следует несколько иная формулировка рассматриваемого свойства жизни: превращение энергии источника в структурную энергию биосистемы сопряжено с рассеянием энергии - переносом ее от источника к приемнику. Из этого следует: необходимое условие возникновения и существования жизни – наличие потоков экзогенной и эндогенной энергии (геологическая «жизнь» Земли).
Согласно гармонологиижизнь есть разрешения противоположности мужское – женское путем репродукции - рождения «нового», являющегося гармоническим синтезом данной противоположности. Отсюда следует другое свойство жизни: противоположность смерть – бессмертие разрешается на уровне биологического вида через конечное время жизни индивидов и вечность жизни в целом.
Феномен жизни описывается законами гармонии [1]. Основываясь на этих законах, просто решаются многие дискуссионные проблемы жизни, которые много лет обсуждаются в научной литературеи зачастую не находят однозначного решения.
Давно обсуждается проблема равновесия – неравновесия биологических систем. Ее решение автоматически следует из постулатов гармонологии: противоположность равновесие-неравновесие биосистемы разрешается формулой гармонии – равновесие внутри биосистемы и ее неравновесие относительно вмещающей среды.
Проблема биогенеза - возникновения живого из неживого – до сих пор не нашла своего решения. Согласно гармонологии противоположность хаос – порядок разрешается формулой гармонии – порядок из хаоса. Физическая теория этого свойства Природы ранее развита И. Пригожиным с соавторами (см. например, [7]). Земное вещество обладает свойством формировать на потоках рассеяния энергии эргопреобразователи (ЭП), частично аккумулирующие энергию рассеяния в форме структурной энергии ЭП. Последняя равна работе сборки ЭП из «простых» веществ.
Любая живая система является ЭП, выполняющим при подводе энергии работу по поддержанию своего неравновесия относительно вмещающей среды - работу самосохранения, воспроизводства и развития. Чем совершеннее ЭП (больше его структурная энергия), тем больше совершаемая им работа. Образно говоря, ЭП можно условно представить как «рабочую машину». Чем она совершеннее, чем большая работа совершена в процессе ее конструирования и изготовления, чем больше структурная энергия «машины», тем большую работу выполняет «машина» при одном и том же подводе энергии.
На основе изложенного дадим следующее определение феномена жизни. Жизнь есть существование обновляющихся гармоничных вещественных структур, неравновесных относительно вмещающей среды, совершающих работу концентрирования вещества и энергии на потоках их рассеяния в соответствии с информацией сборки; разрешающих противоположности: рассеяние-концентрирование – через концентрирование на фоне рассеяния; смерть-бессмертие – через конечность индивидуальной жизни и бесконечность жизни в целом; женское-мужское – через репродукцию; равновесие-неравновесие - через равновесие внутри живого тела и неравновесие относительно вмещающей среды; порядок-хаос – через порядок из хаоса.
Автор понимает, что его определение полностью не отражает все признаки такого сложного явления как жизнь. Да и вряд ли это возможно сделать через краткую формулу. Но оно акцентирует внимание на тех характеристиках жизни (ее гармония), которые не отражены в существующих определениях феномена жизни.
О вечности жизни на уровне биологического вида
Имеем две составляющие данной проблемы: вечность жизни на уровне биологического вида и на уровне биоты Земли в целом. На уровне биологического вида сущность жизни трактуется на основе гармонического разрешения противоположности смерть – бессмертие через «вечность» жизни вида в целом и конечное время жизни отдельных особей.
Природа «отказалась» от бессмертия индивидуальной жизни. Естественная смерть связана со старением, когда имеет место критическое уменьшение структурной энергии индивида [1,5]. Из эргодинамической модели человека следует: с возрастом увеличивается количество ингибиторов, замедляющих процессы энергообмена индивида с внешним источником. Сущность процесса естественного старения (в том числе, человека) – ингибиция процессов его жизнедеятельности.
Одновременно Природа выработала стихийные механизмы патологической смерти от болезней, реализуемые с помощью бактерий, вирусов, и др. Как уже отмечалось, феномен жизни отвечает установкам гармонии. Естественно допустить, что болезнь – это проявление внутренней дисгармонии живого тела.
Цивилизация применительно к человеку «сняла» некоторые из этих механизмов регулируемым развитием. Имеются ввиду наука, медицина, здравоохранение, гигиена и т.п. Заметим, что регулируемое развитие есть гармонического разрешение противоположности стихийное-управляемое развитие [1]. При этом сочетаются: невмешательство в естественное старение, с одной стороны; предотвращение патологической смерти, с другой (лечение болезней, рост качества жизни и др.). Одна из главных целей цивилизации – дальнейшее совершенствование механизмов регулирования смертностью с целью роста продолжительности жизни.
Вероятно, уже в ближайшем будущем следует ожидать новых технологий, существенно увеличивающих продолжительность жизни человека. Но вмешательство в естественные механизмы старения ведет к определенным «опасностям». В рамках либерального общества это будет «таблетка от старости» лишь для «золотого миллиарда», что лишь усилит существующие противоречия в нашем несовершенном мире.
Природа следующим образом решает проблему соотношения цели и средства развития. Цель – «вечность» жизни, средство – конечность индивидуальной жизни. С гуманитарной точки зрения это средство трудно назвать «чистым». Ибо цель оправдывает средства лишь в случае, когда эти средства «чистые». Но смерть в природе –естественное явление. Поэтому термин «чистое» средство к природе не имеет прямого отношения.
Наряду с рассмотренным позитивом мир человека выработал механизм насильственной смерти через убийства. Массовые убийства отвечают самому отвратительному явлению - войнам. Они – следствие дисгармонии в геополитике. Так, СВО явилась следствием неспособности киевского режима найти компромисс в своих взаимоотношениях с ДНР и ЛНР. Противостояние Запад – Россия является следствие неспособности правящей элиты Запада найти компромисс во взаимоотношениях с Россией. Арабо-израильская война – следствие нежелания Израиля идти на компромисс в отношениях с арабским миром. И т.д. В обсуждаемом аспекте война – это болезнь цивилизации. Излечение – это траектория к миру гармонии. Необходимое условие этого – смена элит невежества, не учитывающих в политике законы гармонии, элитами научного регулирования развитием.
О вечности жизни биоты
Проблема вечности жизни в целом реализуется по другому механизму, чем для отдельного биологического вида; а именно, через сопряженное функционирование автотрофов и гетеротрофов.
Современная масса углерода (в составе углекислого газа атмосферы и океана) равна 3,57.10 19 г. Поглощая углекислый газ, растения синтезируют порядка 1017 г сухого органического вещества за год. Поэтому весь углекислый газ атмосферы они могут поглотить за короткое время, и тогда жизнь прекратится. Этого не происходит благодаря существованию гетеротрофов – микроорганизмов, питающихся органическим веществом и выделяющим в атмосферу углекислый газ.
Наблюдается полная согласованность автотрофной и гетеротрофной функций биосферы: сколько синтезируется растениями органического вещества, столько же его разлагается микроорганизмами. Это делает жизнь «вечной». Поэтому леса не являются источником накопления кислорода в атмосфере, как это многие полагают. В девственном (не тронутом человеком) лесу сколько кислорода вырабатывается растениями, столько же расходуется гетеротрофами на окисление лиственного опада (опавшие листья, цветы, ветки и др.).
На Земле функционирует замкнутый цикл углерода. Из атмосферы и океана углерод (в составе углекислого газа) поглощается растениями. Ими же он частично возвращается в атмосферу при дыхании, но в основном переходит в опад. Из опада углерод в форме углекислого газа (образованного при разложении органического вещества гетеротрофами) вновь поступает в атмосферу.
И хотя этот цикл практически замкнут, все же незначительная часть углерода в составе органического вещества выходит из него, захороняясь постепенно в недра Земли с осадочными породами. При благоприятных условиях из этого захороненного органического вещества формируются месторождения горючих ископаемых: нефти, газа, угля, торфа. Но основная масса захороненного органического вещества остается в осадочных породах в рассеянном состоянии.
Из-за частичного выхода из цикла биогенного органического вещества часть кислорода, образованного растениями, остается в атмосфере в свободном состоянии, не расходуясь на окисление захороненного органического вещества. Общее количество кислорода в атмосфере накоплено за все время существования углеродного цикла. Естественно, этот кислород обновляется за счет фотосинтеза, но общее его количество остается неизменным.
Поскольку углерод частично выходит из цикла, то его масса в атмосфере должна бы уменьшаться со временем, что было бы неблагоприятно для жизни. Действительно, положим, что скорость захоронения имеет порядок 1013 г/год. Эта величина была определена геохимиком А.Б.Роновым для плиоцена (2-9 млн. лет назад) на основе изучения скорости накопления осадочных пород [8,9]. Современная скорость захоронения не известна, но она не может слишком отличаться от скорости захоронения в плиоцене.
Современная масса углерода (в составе углекислого газа) равна 3,57.1019 г (в атмосфере 7.1017 г и океане 3,5.1019 г). Тогда весь углерод атмосферы и океана может быть захоронен в недрах Земли за время порядка нескольких млн. лет (3,57.1019/1013 = 3,57.106 лет).
Но этого не происходит из-за поступления углекислого газа из недр Земли в результате геологических процессов. Возможны разные пути мобилизации углекислого газа из горных пород. Геологи придают основное значение региональному метаморфизму – изменениям под действием эндогенных факторов (высокие температура и давление, др.), захватывающим большие массы глинисто-карбонатных пород.
Так, растворы, поступающие из недр Земли, вступают в химические реакции с горными породами, в результате которых образуется углекислый газ.Выделение углекислого газа из недр Земли происходит также при вулканических извержениях. Указанные процессы компенсируют захоронение углерода (из состава углекислого газ) в недра Земли с осадочными породами, так что масса углекислого газа в атмосфере остается в среднем постоянной.
Автор не имеет возможности в рамках статьи более подробно охарактеризовать роль геологических процессов в жизни биоты (особое значение имеет цикл кремния [6]). Но несомненно следующее: существует глубинная связь и взаимообусловленность процессов живой и неживой природы. Живая природа встраивается в процессы неживой природы, используя их для своего самосохранения и развития. Поэтому термин «биологическая жизнь» лишь частично отражает сущность жизни на Земле. Более правильно использовать термин «биогеологическая жизнь». Ее изучает наука биогеология.
Заключение
Феномен жизни относится лишь к системам, обладающим структурной энергией. Такого рода системы формируются в результате протекания не самопроизвольных сопряженных процессов – при подводе энергии. Она и совершает работу их образования из «простых» веществ. Поэтому живые системы не равновесны относительно вмещающей среды и, поскольку обладают структурной энергией, находятся на более высоком уровне организации вещества. Разные формы движения материи – это, по существу, разные уровни структурной энергии систем.
Структурная энергия является потенциалом живых систем: чем она больше, тем большую работу над вмещающей средой совершает жизнь с целью своего самосохранения и развития. «Мир» энергий триадичен. Для его полной характеристики, наряду с кинетической и потенциальной энергией, следует использовать структурную энергию. Это - недостающая составляющая физической картины мира. Мир, в котором задействованы только кинетическая и потенциальная энергия, – это не эволюционирующий мир. В эволюционирующем мире дополнительно задействована структурная энергия.
В основе учения о гармонии в системе природа – человек - общество лежит иная, в определенном смысле, противоположная термодинамике парадигма развития. Согласно термодинамике энергия изолированной системы постепенно рассеивается и обесценивается. Согласно же учению гармонии энергия не просто рассеивается, а частично аккумулируется в живых телах в форме их структурной энергии. И лишь потом рассеивается.
Литература
Все выпуски журнала «ЭкоГрад» в электронной версии читайте на pressa.ru,
Бумажные экземпляры спецвыпусков и книги В. Климова можно приобрести на OZON
