Универсум и жизнь

 Видимо удовлетворительного и достаточно полного определения феномена жизни просто не существует. Мы всегда можем отличить живое от неживого, но провести четкую грань отличия живого (возникшего в процессе эволюции неживой материи) от неживого – нельзя. Только отойдя достаточно далеко от некой мифической черты, мы способны утверждать, что нечто, нами изучаемое, является живым или неживым. Это утверждение не является эмпирическим обобщением. Оно суть некоторая гипотеза, которая основывается на предположении о том, что «жизнь» – это результат эволюции материи и что в процессе ее развития неизбежно должны были бы существовать промежуточные формы, неустойчивые, как и всякие промежуточные формы, и поэтому исчезнувшие в процессе эволюционного развития, не оставив каких-либо следов.

«Жизнь» – еще одно «первопонятие». Проблема метаболизма и редупликации.  Жизнь существует только в форме организмов. Закон Пастера – Кюри.  Как быть с законом Пастера – Реди?

Главы из книги академика Н. Н. Моисеева "Универсум. Информация. Общество". 

Никита Николаевич Моисеев, великий русский ученый,  выдающийся математик, глубокий мыслитель, оказавший огромное влияние на науку, на общественное мнение, на международную политику. 

1. «Жизнь» – еще одно «первопонятие»

О том, что такое жизнь, написано множество работ, но ни в одной из них нет достаточно полного определения этого феномена.

Я уже упоминал имя Мамардашвили. В книге, посвященной тому, что такое философия, он отказался определять понятие «философия». Каждый, читая философский текст, способен выделить его среди текстов, посвященных обсуждению других вопросов. Такая же ситуация возникает и с понятием «жизнь». Я тоже не могу дать определение феномена жизни, и, как мне кажется, его удовлетворительного и достаточно полного определения просто не существует. Но в то же время мы всегда можем отличить живое от неживого. Более того, я думаю, что провести четкую грань отличия живого (возникшего в процессе эволюции неживой материи) от неживого – нельзя. Только отойдя достаточно далеко от некой мифической черты, мы способны утверждать, что нечто, нами изучаемое, является живым или неживым. Это утверждение не является эмпирическим обобщением. Оно суть некоторая гипотеза, которая основывается на предположении о том, что «жизнь» – это результат эволюции материи и что в процессе ее развития неизбежно должны были бы существовать промежуточные формы, неустойчивые, как и всякие промежуточные формы, и поэтому исчезнувшие в процессе эволюционного развития, не оставив каких-либо следов.

Примечание. Итак, я исхожу из предположения о том, что жизнь возникла в процессе эволюции Универсума. Такая точка зрения далеко не единственная: например, Сванте Аррениус и многие его последователи считали, что жизнь во Вселенной существует вечно. Есть и другие точки зрения.

Появление жизни и возникновение биосферы качественно изменили весь ход развития небесного тела, именуемого Землей, а значит, и Универсума. Да, мир неживой Природы – это основа, фундамент Универсума, и в земных условиях «ведущую партию» исполняет геосфера и ее связь с космосом, прежде всего с Солнцем. Но «геосфера» и «геосфера + биота» – это две совершенно разные системы, хотя такое разделение очень условно. Недостаточно изучать геосферу как самостоятельную данность и биосферу на фоне фиксированной геосферы – они связаны нерасторжимо. Особенности земной оболочки, воздушных течений, характер изменения климата не могут быть изучены и поняты без учета биотических факторов. Это позволяет некоторым авторам (например, В. Г. Горшков и др.) говорить об особой, самостоятельной роли биотической регуляции как некоторой отрицательной обратной связи: она, конечно, существует как подстройка биоты к параметрам геосферы, которые, в свою очередь, определяют и определяются процессами биотической природы. Таким образом, изучение биосферы как целостной системы требует глубокого взаимного проникновения процессов, протекающих в неживом и живом мире.

Это обстоятельство можно проиллюстрировать еще и следующим фактом. При отсутствии биоты, то есть земной жизни, Земля имела бы только две стабильные формы существования: одна «марсо- или луноподобная», другая – «венероподобная». В системе же «геосфера + биота» из-за существенной ее нелинейности может (даже при учете одного только углеродного цикла) существовать множество квазистационарных состояний (атракторов) или, точнее, множество возможных каналов эволюционного развития, из которых, по-видимому, только один допускает существование человека. Это очень предварительное замечание, к его обсуждению я еще вернусь в одной из следующих глав. Но оно заставляет по-новому увидеть перспективы развития общества и его стратегию выживания на планете, поскольку существование общества, вероятнее всего, тесно связано с тем атрактором, в котором произошло становление человечества.

Итак, жизнь вносит качественное изменение в сам характер эволюции Земли как элемента Универсума. Но на вопрос о том, что такое жизнь, тем не менее, ответа пока нет. Попробую привести несколько аргументов (точнее, соображений) в пользу того, почему понятие «жизнь» я отношу к первопонятиям и почему мы вынуждены его принять без строгого определения.

2. Проблема метаболизма и редупликации

Мы сегодня в состоянии назвать несколько условий, которые необходимы для того, чтобы считать тот или иной объект наблюдения живым, но не можем назвать систему признаков достаточных, для того чтобы выделить живой объект из остального мира.

Многие авторы, преимущественно биологи (хотя и не только они), связывают феномен жизни с представлениями о метаболизме и редупликации, то есть потреблении вещества и энергии и о воспроизведении себе подобных, что вполне закономерно: мы не знаем ни одного примера, чтобы живой организм не обладал бы этими двумя особенностями. Но совсем недавно в 1960-х и 1970-х годах Манфред Эйген в серии работ, удостоенных Нобелевской премии и посвященных эволюции биологических макромолекул, явно не относящихся к миру живой материи, установил, что они обладают теми же двумя свойствами – потребляют вещество и энергию и способны воспроизводить самих себя.

Значит, и редупликация, и метаболизм являются лишь необходимыми, но не достаточными условиями для определения феномена жизни. Процесс воспроизведения подобных себе форм организации материи в среде биологических макромолекул, как показано Эйгеном, является следствием определенного физико-химического взаимодействия, свойственного, как оказывается, не только миру живого. Поэтому динамика биологических макромолекул является предметом химии (может быть, физикохимии), но никак не биологии.

3. Жизнь существует только в форме организмов

В теории систем организмом называется система, обладающая собственными целями и определенной способностью им следовать. И трудно не согласиться с академиком Г. А. Заварзиным, который формулирует утверждение, аналогичное тому, которое приведено в заглавии этого раздела (см. его работу «Индивидуалистический и системный подходы в биологии» – «Вопросы философии», 1999, № 3). Природа не знает примеров живого вещества, не состоящего из организмов. Именно поэтому некоторые биологи избегают использовать введенное Вернадским словосочетание «живое вещество». Но я буду применять этот термин Вернадского, понимая, что всякий раз, когда я произношу словосочетание «живое вещество», я имею в виду некоторую совокупность организмов.

Мир по существу дискретен, и то, что жизнь проявляет себя только в форме дискретных образований, физику кажется естественным. Но то, что эти образования суть организмы, имеющие собственные цели и, прежде всего, сохранение своей целостности, делает подобное утверждение уже не тривиальным. Вот почему термин «живое вещество», который ввел В. И. Вернадский и который я широко использую в данной работе, означает некоторое множество живых организмов. Последнее обстоятельство не всегда принимается во внимание, особенно небиологами.

Однако и это важнейшее условие – живое может существовать только в форме организма – является лишь необходимым, но не достаточным условием для того, чтобы считать организм живым. По существу любой механизм, созданный человеком для достижения определенной цели, является организмом. Но такой пример вряд ли удовлетворит читателя, поскольку искусственные технические организмы, хотя и обладают метаболизмом, но не обладают метаболизмом и свойствами редупликации одновременно.

Однако лет десять тому назад я предложил модель некоторой системы элементов, не обязательно живых. Эта модель обладала и свойством редупликации, но, что еще важнее, она была способна формировать петли обратных связей, сохраняющих целостность системы, то есть обеспечивать достижение определенной цели. И это происходило за счет неточности редупликации, то есть некоторого случайного фактора (см. мою статью «Биота как регулятор и проблема sustainability» в «Журнале вычислительной математики и математической физики», 1994, т. 34, № 4). Таким образом, обладание свойствами редуплекации и метаболизмом еще не означает, что организм принадлежит живому веществу. То есть даже совокупность «организм – метаболизм – редуплекация» не является достаточной для отнесения изучаемого объекта к миру живого.

4. Закон Пастера – Кюри

В 1840-х годах один из величайших представителей науки XIX века Луи Пастер обратил внимание на тот удивительный факт, что любое живое вещество или продукт его жизнедеятельности поляризует свет. Казалось, что появился еще один признак живого, еще одно свойство, которым живое должно обладать. Подчеркну: необходимое, но не достаточное, ибо кристаллы, например, тоже поляризуют свет. Объяснить причину этого удивительного свойства живого вещества Пастер тогда не смог.

Однако через тридцать с лишним лет Пьер Кюри, уже физик, а не биолог, объяснил причину подобного явления. Оказалось, что молекулы одного и того же вещества могут иметь разного типа симметрию в расположении атомов, и вещества одного и того же химического состава могут иметь различную геометрию молекул. Такие вещества химически не различимы. А живой организм несмотря на это отбирает и использует для своей жизнедеятельности молекулы только одного типа симметрии. И, может быть, самое удивительное, связанное с открытием Кюри, состоит в том, что живое способно выделять молекулы нужного типа симметрии, не обладая ни электронным микроскопом, ни другими средствами современного физического анализа. Как устроен механизм подобной селекции, мы не понимаем и по сей день! Благодаря этому открытию человечество получило в руки важнейший инструмент отбраковки веществ, не имеющих отношения к живому миру.

Прежде всего заметим, что сегодня закон Пастера – Кюри имеет очень важное значение для формирования «Картины мира». В самом деле, к настоящему времени человечеством накоплено достаточно большое количество космического материала, включая лунный грунт. И среди этого материала отсутствуют какие-либо вещества, способные поляризовать свет. Отсюда мы можем сделать естественное заключение о том, что во всяком случае в ближнем космосе не существует «живого вещества» или результатов его жизнедеятельности.

В конце XIX века, как я уже говорил, знаменитый шведский ученый Сванте Аррениус высказал гипотезу о том, что жизнь на Землю занесена из космоса. Этой гипотезы (сам Аррениус назвал ее гипотезой панспермии), хотя она и не объясняла происхождение жизни, придерживались многие известные исследователи, и в частности В. И. Вернадский, считавший жизнь, как и материю, вечной. Мне кажется, что сегодня от гипотезы Сванте Аррениуса разумнее всего отказаться. Земная жизнь, скорее всего, возникла на самой Земле. Но вот как это произошло пока остается одной из величайших тайн Природы. Хотя возможности панспермии нельзя игнорировать и, наверное, следует изучать, поскольку панспермия может быть одним из механизмов распространения живого вещества в космосе.

5. Как быть с законом Пастера – Реди?

Еще в Средние века Реди сформулировал свой знаменитый постулат о том, что «всё живое происходит только от живого», который был принят научной общественностью в качестве аксиомы. Луи Пастер в средине XIX века серией тщательных экспериментов подтвердил справедливость постулата Реди. Благодаря этому Пастер и приобрел мировую известность. С тех пор этот принцип называют законом Пастера – Реди. Но сказанное выше по поводу гипотезы панспермии Аррениуса и закона Пастера – Кюри противоречит закону Пастера – Реди. Как преодолеть это противоречие?

По-видимому, преодолеть его нельзя. И так будет происходить до тех пор, пока человечество не постигнет тайны возникновения жизни, не установит ту эволюционную цепочку, которая связывает живое вещество с косной материей. Поэтому мне кажется разумным принять гипотезу, ограничивающую применение выводов из закона Пастера – Реди. Наиболее естественным и целесообразным мне представляется переформулировать закон Пастера – Реди и говорить о том, что в современных условиях всё живое на Земле происходит только от живого. Такое уточнение является эмпирическим обобщением и снимает указанное противоречие. Итак, описание «Картины мира» с участием живого вещества по существу требует введения новой и пока еще не проверяемой гипотезы!

Есть еще одна особенность живого вещества: невозможно описать жизнедеятельность организмов без введения нового понятия – «информация». Только законов физики и химии для этого оказывается недостаточно. Что же означает «информация»? Как определить это понятие, в котором нет необходимости при описании процессов, протекающих в неживой природе? Ответ на этот вопрос необходим, поскольку описать содержание процессов жизнедеятельности организмов без учета процессов информационной природы невозможно! Но понятие информации тоже неоднозначное, оно требует специального обсуждения, которому и будет посвящен один из разделов следующей главы.

Таким образом, вопрос об определении того, что означает жизнь, остается открытым. Может ли приблизить к ответу на этот вопрос введение и использование термина «информация»?

6. Заключительные замечания

Итак, будем полагать, что однажды в Универсуме произошла грандиозная бифуркация. В результате действия механизмов самоорганизации, в результате непрерывного усложнения системы организации косного вещества возникла качественно новая форма организации материи, которую В. И. Вернадский назвал живым веществом. Замечу, что такую точку зрения разделяют далеко не все. Так, например, Сванте Аррениус считал и Вселенную, и жизнь во Вселенной вечными. Эту точку зрения, по-видимому, разделял и Вернадский. Поэтому высказанное мной утверждение – это некоторая гипотеза. Однако она не противоречит известным фактам, кроме, может быть, закона Пастера – Реди в его изначальной формулировке.

Да, мы не знаем того механизма, действие которого привело к возникновению живого вещества. Но я убежден в справедливости этой гипотезы, ибо она отвечает общей логике развития систем – логике универсального эволюционизма и позволяет выстроить непротиворечивое и стройное здание развития Универсума. Красота конструкции той или иной гипотезы или интерпретации всегда служила немаловажным аргументом в ее пользу. И, как правило, оправдывалась в последующих исследованиях. 

Итак, я принимаю гипотезу о бифуркации, в результате которой возникло живое вещество. Эта перестройка имела и, можно думать, будет иметь глубочайшие последствия для развития Универсума. Универсума в целом, а не только биосферы! И хотя нам известен пока лишь один из островков жизни – планета Земля – этих сведений достаточно, чтобы понять, сколь мощным фактором является утверждение жизни, как ее появление изменило само существо Универсума.

Жизнь многократно ускорила все процессы развития неживой материи. Ее геохимические процессы стали превращаться в биогеохимические, стали возникать новые формы неживой материи, создаваемые живым веществом, и т. д. и т. п. Но, наверное, самый главный результат этой бифуркации для всего процесса развития Вселенной состоит в том, что появились реальные возможности, я бы даже сказал реальные предпосылки, для возникновения Разума и его носителя – человека – еще одного, качественно нового, этажа в структуре Универсума.

 

 

Другие материалы

09.05. | Гость | Статью
09.05. | Гость | Статью
09.05. | Гость | Статью
В группе: 1,564 участников
Материалов: 1,489

Целью научно-исследовательской лаборатории проблем непрерывного экологического образования является проведение научных и методологических исследований

Цели и задачи лаборатории Целью научно-исследовательской лаборатории проблем непрерывного экологического образования является проведение научных и научно-методологических исследований в сфере непрерывного экологического образования, обновление концепции такого образования, выработка теоретических и методологических его основ. Реально развивать три направления непрерывного...

Фотогалерея

Художник Романов Валерий

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
2 года 24 недели назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,447 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

2 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,447 |

Thank you, your site is very useful!

2 года 27 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,447 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 3 недели назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 291,447 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

2 года 27 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 8,585 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!