Abstract
Цель заметки – поиск, с точки зрения общеизвестных фактов, краткого общего определения жизни, которое позволило бы читателю получить представление о жизни как естественном явлении природы. Представленные определения и некоторые пояснения, как полагает автор, снимают многие вопросы «о загадках жизни» и не требуют прибегать к представлениям о Божественном начале.
В зависимости от точек зрения, даются разнообразные определения явления жизни. Однако доступно-воспринимаемого единого определения нет. Это связано с тем обстоятельством, что жизнь сложный полииерархический гомогенно-гетерогенный процесс, который не может быть представлен единым математическим уравнением, поскольку математика предпочитает однотипность исследуемых объектов и простоту. Математика позволяет изучать процессы на отдельных или смежных иерархических уровнях. Отсюда следует, что жизнь может быть сравнительно легко определена только с позиции различных отраслей знания.
Существует ли что-либо, что в целом определяет жизнь? Одним из общих объединяющих начал, несомненно, является иерархическая структура процесса возникновения и развитие жизни.
В этой заметке автор делает попытку определить жизнь с позиции иерархической термодинамики и физической химии, надеясь, что представленные определения будут с пониманием и удовлетворением восприняты многими читателями.
Жизнь на Планете определяется химическим составом и существующими
условиями зон ее обитания
Жизнь на Земле – форма существования сравнительно неустойчивых поликомпонентных иерархических систем в условиях Планеты. Жизнь ищет минимумы свободной энергии образования динамических иерархических структур, которые используют принцип «подобное взаимодействует со структурно подобным, стремящимся к объединению или преобразованию». Участие ряда химических элементов, расположенных в непосредственной близости друг от друга в молекулах и локальных зонах биологических структур, в присутствии воды создает огромное разнообразие структур различных иерархий. Термодинамика «выявляет» структурные фрагменты различных иерархий и «способствует» их взаимодействию с совмещающимися и взаимодействующими структурами. Это происходит на всех уровнях: на молекулярном -, супрамолекулярном -, организменном -, популяционном – и других. Таким путем в водной среде с участием водородных связей возникают различные конформации молекул, макромолекул, супрамолекулярных структур. Аналогично этому появляются разнообразные формы и структуры организмов, семей, родов, популяций, экологических систем и других живых образований.
Указанные принципы организации живой материи напоминают хорошо известные правила химии, например, «подобное, растворяется в подобном», «кислота стремиться к взаимодействию с основанием», «взаимное сродство объединяет молекулы». В социальных иерархиях известны многочисленные примеры объединения насекомых, животных, людей в группы, кланы, общественные структуры для успешного функционирования и выживания.
Природа в условиях Земли, руководствуясь законами термодинамики, включая принцип стабильности вещества, выделяет различные иерархические уровни. Эти уровни представляют собой промежуточные продукты рассеяния свободной энергии Гиббса при «переходе нестабильных продуктов фотосинтеза (или других продуктов несамопроизвольных реакций) в термодинамически стабильные вещества».
Жизнь – явление преобразования нестабильных продуктов, например, продуктов фотосинтеза, в стабильные вещества. Она является частью цикла общего обмена вещества и энергии на Планете.
В отличие от этого, переходы неживых веществ в более стабильные продукты в открытых природных системах протекают в одну или несколько стадий без возникновения, термодинамически выделяемых, пространственно обособленных иерархических структур. Другими словами, в этом случае не образуются полииерархические структуры, которые термодинамика могла бы рассматривать, как индивидуальные сравнительно стабильные объекты.
Таким образом, жизнь – многостадийный иерархический процесс, протекающий в водной среде при сравнительно постоянных условиях на Земле. Образование минералов и осадочных пород – процессы, протекающие в разнообразных условиях без образования иерархически выделяемых промежуточных продуктов.
При определенных оговорках, жизнь также можно определить как процесс превращения нестабильных иерархических структур при рассеивании свободной энергии на небесных телах.
Или: Жизнь – последовательный процесс превращения нестабильных гомогенно-гетерогенных систем различных иерархий на небесных телах.
Или: Жизнь – существование пространственно выделенных обновляющихся полииерархических структур в круговороте лабильного (склонного к изменению) химического вещества в присутствии жидкой воды на планете.
Замечу, что лабильным веществами в указанном круговороте являются, прежде всего, органические соединения углерода.
Возможны и другие определения*.
Литература
1. Gladyshev G.P. On the Thermodynamics of Biological Evolution // Journal of Theoretical Biology.- 1978.- Vol. 75.- Issue 4.- Dec 21.-P. 425-441. Preprint, May, 1977. “On the thermodynamics of biological evolution.”
2. Гладышев Г.П. 1983. Иерархическая термодинамика сложных открытых систем. Препринт. Уфа: Башк. Фил. АНСССР.
3. Гладышев Г.П. Термодинамическая теория эволюции живых существ. М.: Луч, 1996. -86с.
4. Gladyshev Georgi P. Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings.- Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc.- 1997.- 142 P.
http://knol.google.com/k/what-is-life-bio-physical-perspectives#
http://knol.google.com/k/georgi-p/thermodynamics-optimizes-life/169m15f5ytneq/27
http://knol.google.com/k/georgi-p/-/169m15f5ytneq/0#knols
http://knol.google.com/k/georgi-p/living-systems-are-quasi-equilibrium/169m15f5ytneq/26
http://knol.google.com/k/georgi-p/thermodynamic-theory-of-evolution-of/169m15f5ytneq/3#http://knol.google.com/k/knol/Search?q=Georgi+Gladyshev&back=169m15f5ytneq.12
*Существование различных определений жизни не должно вызывать удивление начинающих исследователей. Дело в том, что жизнь сложное многоликое явление, которое по-разному представляется с позиции различных областей науки и разнообразных моделей. Здесь можно вспомнить слова Д. И. Менделеева о том, что невозможно явления и объекты природы охарактеризовать «одним порывом мысли». Всегда нужно учитывать относительность того или иного определения, которое может быть сформулировано с различных позиций. Можно указать на простые примеры. Так, изучая молекулы, принимая во внимание их размер, часто упоминают о мономерах, олигомерах и полимерах. Классифицируя полимеры по механизму их синтеза, вслед за П. Флори, мы говорим о аддитационных и конденсационных полимерах. Обсуждая химический состав полимеров, иногда вспоминают о гомоцепных и гетероцепных высокомолекулярных соединениях и т. д. Это напоминает нам о том, что все в мире относительно. Относительно одной точки отчета, критерия или приближения явление можно считать простым или сложным, стационарным или нестационарным, равновесным или неравновесным и т.п. В виду многообразия жизни, всегда следует оговаривать, с какой позиции рассматривается это явление. Здесь нет никакого противоречия с научными методами познания действительности.
18.04.2011
gladyshevevolution 