06.06.2022-24.07.2022

ВЕЛИКАЯ ЦЕПЬ БЫТИЯ

АТОМИЗМЫ

Сабир Захидов

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова
По материалам лекций, посвященных проблемам атомистики и синергетики (2018)

Атомистика как естественно-научное и философское учение о дискретном, зернистом строении материи, уходит глубокими корнями во времена Древнего Востока и Древней Греции. Идеи атомистики складывались из понимания и объяснения природы вещей и явлений, того, из чего состоит и как устроен окружающий нас мир.

Атомистика прошла путь длиной в 25 веков прежде чем от простой, но гениальной догадки древних греков превратилась в настоящую научную теорию. Это произошло на рубеже XIX и XX столетий, когда физика, отвергшая экспериментальным путем положение о неделимости атома, перехватила знамя атомистики у химии, считавшей атом мельчайшей частицей химического элемента, неделимой в химических процессах. Современная атомистика покоится на принципиальных обобщениях квантовой физики, на законах, действующих в области микромира.



Открытие новых дискретных форм физической материи – электрона, протона и нейтрона, позитрона и нейтрино, порционности электромагнитной энергии, рентгеновских квантов, явлений радиоактивности, двойственной природы света и вещества, аннигиляции, материализации квантованной энергии, атомной структуры кристаллов, эйнштейновской количественной теории броуновского движения, эйнштейновского фотоэффекта и т.д. – с большой очевидностью продемонстрировали, что физическая материя имеет зернистое строение, что она многообразна и неисчерпаема. Физическая прерывность – «начало всех начал».

Итак, на современном языке Атомистика - это квантовая (дискретная) теория материи. Атомизм – сложное множество, система дробных единиц материи, объединенных дискретностью. В каждом из атомизме заключена иерархия, разнообразие, история. Атомизм – это разбиение на плоскости, элементы которого объемлют друг друга и вложены один в другой, имеет иерархичное строение в пространственном отношении, а также временном и функциональном (Эбелинг и др., 2001); кварки вложены в нуклоны, нуклоны – в ядра, ядра вложены в атомы. нуклеотиды вложены в триплеты, триплеты вложены в гены и т.д.

Квант – неделимая порция чего-нибудь, дискретность, неделимая порция (частица) материи или наименьшее количество энергии, выделяемое или поглощаемое объектом. Каждый объект — от электрона до булыжника — может находиться в одном из многочисленных дискретных энергетических состояний.

"Природа есть бесконечно разделенный Бог"

Ф.Шиллер 

С точки зрения теоретического естествознания природа – это огромное общее целое, разделенное на части – атомизмы, представляющие собой различные ступени в организации и развитии материи, ее бесконечно многообразные раздельные формы (объекты, структуры, системы, состояния, процессы), относительно устойчивые и реально существующие в пространстве и времени, обладающие количественными и качественными различимостями, способные к скачкообразным изменениям.

 В атомизмах воплощена классическая иерархия дискретных, дробных единиц, квантованных частей материи, ее разнообразие, ее история.

Первым, кто приходит к иерархической системе вещества (физического) был Ньютон, поставивший на вершину этой системы, по выражению С.И.Вавилова, неделимые элементарные частицы.. И хотя все известные природные атомизмы – физический, космический, генетический, биологический – обладают “качественными своеобразиями, рождены в разное время и неравны по созидательным потенциалам”, все они подчинены одной “идеальной схеме”, одним и тем же “стройным объединяющим разумным законам”, господствующим в природе. Каждый из них складывается из нескольких разных ступеней усложнения.  

ЯРУСЫ ПРИРОДНЫХ АТОМИЗМОВ 

физического

полимеры и т.д.

молекулы

атомы

атомные ядра

элементарные частицы

кварки

космического

вселенная (космос)

ячейки и войды

метагалактики

галактики

звездные скопления

звезды

генетического

геном

хромосомы

гены

интроны-экзоны

триплеты

нуклеотиды

биологического

биосфера

биогеоценозы

популяции

организмы

органы-ткани

клетки

А ГДЕ ЗДЕСЬ ХИМИЯ?

В системе природных (поли)атомизмов не нашлось место химии. По мнению Рапопорта, химия, которая представляет самостоятельный мир, и возникшая на фундаменте микрофизического атомизма, не достигает высот собственного молекулярного атомизма и не приобретает атомарных рамок в силу того факта, что все химические процессы увеличивают производство молекулярной энтропии, перекрывающей весь температурный диапазон активных взаимодействий, а все химические полимеры легко переходят от упорядоченных конфигураций к неупорядоченным, что, в общем, и помешало им приобрести “собственную полимолекулярную атомную форму”.

К атомизмам мы еще вернемся. А пока для лучшего понимания мироустройства сделаем отступление и попытаемся дать, не выходя далеко за рамки темы, более или менее рациональную фундаментальную современную характеристику основным звеньям Великой цепи бытия,  названной так мудрым американским историком идей Артуром Лавджоем (Arthur O.Lovejoy).

ВЕЛИКАЯ ЦЕПЬ БЫТИЯ 

НИЧТО

"В твоем ничто я все найти мечтаю"
Гёте 

Ничто – нулевой уровень космической пирамиды, пустое пространство без времени, энергии и энтропии, отсутствие каких-то качеств, определенности, абсолютный конец (или начало?) бытия, темнота, страшная бездна, в которой все исчезает.

Последний крупный представитель элейской школы философ Мелисс говорил: “То, что есть Ничто, существовать не может».

Равным образом нет движения. Ибо сущему некуда отойти, но все полно. В самом деле, если бы существовала пустота, то сущее отступило бы в пустое пространство. Но раз пустоты нет, ему некуда уйти”. В мистических и религиозных концепциях Ничто – это потенциальное, невыявленное; непостижимая основа реальности вещей, бескачественная и бесформенная материя.


ХАОС

"Хаос – состояние материи, которое остается по мере  устранения возможностей проявления её свойств".
Платон 

"Нам свойственно предполагать хаос и тьму там, где все для нас неизвестность".
Гёте 

Хаос – понятие многогранное, неоднозначное и очень сложное, есть различные его определения и различное его понимание.

Античные мыслители считали, что хаос (в переводе с греч. зевание, зияющая бездна, разверстное пространство, пустая протяженность) – это первая материя, бесформенная, неопределенная, беспредельная первооснова. Из первобытийного хаоса в результате круговоротов атомных вихрей, разделяющих массы материи, возник порядок и закон, возникли небеса, миры, космос. Хаос – активное, животворящее начало.

По Платону, хаос – божественное начало – когда демиург, взявший все на себя, творит порядок из хаотического вещества.

И много позже в декартовой теории возникновения мира (космогонии) мы находим, что первичным состоянием материи является хаос в полном смысле этого слова, где различные части материи имеют самые разнообразные формы и что бог ограничился только созданием хаоса, первоначальным разделением материи на одинаковые части и уже впоследствии привел в хаотическое круговое движение. Декарт, чья архитектоника философских построений проникнута греческим духом, допускал, что находящаяся в вихревом движении материя в конечном счете должна упорядочиться, т.е. принять форму трех основных элементов – огня, воздуха, земли – и дать стройную систему, образующую собой космос.

Однако философия эллинов освещала хаос не только как созидательную силу, но и как разрушительное начало. Так, Платон утверждал, что хаос – это состояние материи, которое остается по мере устранения возможности проявления ее свойств. С точки зрения максвеллово-больцмановской термодинамики хаос суть беспорядочное распределение и движение по разным траекториям и с разными скоростями огромного числа частиц (атомов и молекул) в любой системе, достигшей максимальной энтропии (количественная характеристика беспорядка), т.е. состояния теплового статистического равновесия, что является наиболее вероятным состоянием. В молекулярном хаосе Максвелл, используя теорию вероятностей, пытался найти определенный порядок. Когда речь идет о хаосе, надо помнить, – пишет Е.Н.Князева, – в каком смысле, философском или физическом – мы употребляем понятие хаос в данный момент; в первом случае – это беспорядок, противоположностью которого выступает порядок, тогда как во втором – хаос ни в коей мере не тождественен беспорядку и не противоположен порядку; в сложных системах различной природы хаос может быть определенным образом организован, иметь тонкую структуру и выполнять следующие функции, связанные с процессами самоорганизации (Князева, 2003):

  • хаос как способ выхода на тенденцию самоструктурилизации открытой нелинейной среды;
  • хаос как способ синхронизации темпов эволюции подсистем внутри сложной системы и тем самым как способ сохранения ее целостности;
  • хаос как фактор приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды:
  • балансирование на краю хаоса как способ поддержания сложной организации (самоорганизованная критичность);
  • переход от порядка к хаосу, от симметрии к асимметрии и обратно как способ рождения красоты;
  • доля внутреннего хаоса как необходимое дополнение к внешнему управлению, контролю, планированию, как способ самоуправлению сложной системы;
  • выпадение в хаос как способ выхода из эволюционного тупика;
  • хаос как стимул, толчок эволюции.

В мире должна быть определенная доля хаоса, разрушения и в этой связи бессмысленно бороться против хаоса, стремиться полностью вытеснить негативные, деструктивные элементы из мира. 

ПОРЯДОК

"Так он упрочился, стройный порядок, склонный меж тем к переменам в изменчивых внешних условиях".
Гёте

Порядок – “замороженный” беспорядок, минимум энтропии; порядок знаменует собой конец хаоса, ограничение степеней свободы, указывает на существование устойчивости, какой-то определенности, организованности, стационарности, предсказуемости, налаженности, регулярности, правильности пространственно- временного расположения чего-нибудь, равновесия, когда силы притяжения превалируют над силами отталкивания, соответствия, симметрии, наличие иерархической организации; порядок – основа простоты и гармонии, красоты, совершенства и справедливости; порядок – власть разума и божественного начала.

Порядок – это солнечная система, движение планет, кристалл, законы квантовой механики. Совершеннейший порядок во Вселенной мог зародиться лишь при сознательном сотворении Высшего Разума (Планк). Чем выше порядок в системе, тем медленнее она развивается. Порядку соответствует наименьшая вероятность, поскольку все в мире стремится к беспорядку. Один из механизмов сохранения порядка в системе –самоорганизация.


"Что следует понимать под порядком и беспорядком. Порядок приятен, а беспорядок неприятен".
Р.Фейнман

“Хаос и порядок составляют бинарную оппозицию, посредством которой строились древние картины мира. Смысл этой оппозиции в том, что космос вторичен по отношению к хаосу – и во времени, и по составу элементов. Порядок образуется из хаоса путем трансформации свойств последнего: тьма преобразуется в свет, пустота – в заполненность, аморфность в структурность, непрерывность в дискретность, бескачественность в разнообразие качеств...
И по мере идущего процесса самоорганизации космоса хаос оттесняется на его периферию (вовне или вниз). Но полностью хаос не преодолевается... он затаивается” (Пойзнер,2003).

В мире живого порядок держится на острие генетического хаоса, имеющего неоценимое значение для эволюции и видообразования.

Порядок и хаос живут вместе, иногда их трудно отличить друг от друга. Хаос на микроуровне порождает порядок на макроуровне. Причем синергетический образ порядка менее уловим и привлекателен для изучения (Астафьева, 2003).  

Разные формы вещества – от хаоса до порядка 

"Все атомы одного типа расположены с одной стороны, а все атомы другого типа - с другой, или все они перемешаны - вот и вся разница между порядком и беспорядком в физике".

Р.Фейнман

СТАНОВЛЕНИЕ
(бытия жизни) 

"Бытие вечно, ибо существуют законы,
охраняющие сокровища жизни, которыми украшает себя Вселенная".
Гёте

Порядок и хаос – две стороны, две крайности одного деятельного процесса – процесса Становления.

Становление – это не покой, а движение, созидательный синтез, нестабильный аспект развития, связанный с развертыванием предустановленных устойчивых дискретных вещей и явлений в пространственно-временной протяженности, с рождением сложности, обновлением систем, приобретением новых признаков и форм, нового порядка после прохождения через слои хаоса, а также с достраиванием (поэзом) и/или возникновением дифференцировок, обмена веществ, размножения, других функций живого.

Если порядок – это глобально мертвая материя без цели, не для чего, то становление бытия жизни – это все, что определяется назначением, служением цели: глаз – для видения, половые клетки для размножения, мозг – орган высших способностей. Становление имеет много оттенков. 

РАЗУМ 

"Живое мышление – разум – высшее состояние великого процесса всемирной жизни".
Аристотель 

"Все находится под гнетом тех, кто опирается на мысли".
К.Маркс 

Разум (ноосфера) – мыслящий мозг, высшая ступень познавательной деятельности человека, форма, до которой, перефразируя В.Гейзенберга, доросла природа за миллиарды лет эволюции на Земле. В разуме человека сошлись кварки и нуклоны, атомы и молекулы, гены и хромосомы, клетки и органы. И еще нечто сверх того. Ноосфера – не биологическая система, но новый атомизм в структуре вещества. Современный человек вне системы Природы, он над Природой. И ничего в ней, лишенной “собственности”, больше не будет происходить без участия мыслящих, стремящихся манипулировать объектами живой и мертвой природы, управлять эволюцией, формировать новую искусственную реальность, искусственного человека.

 Так, новой высшей расе господ – пресловутому “золотому миллиарду” и «платиновому миллиону» – уже кажется, что она приблизилась к Богу.


БОГ

"Вся сумма гармонической деятельности, существующая совокупно в божественной субстанции,
 разъединена в природе по бесчисленным степеням, мерам и ступеням".
Шиллер

Аксиома. И на этом поставим точку. 

Физический атомизм 

Кварки * – субъединицы материи, гипотетические частицы, из которых слеплены барионы и мезоны; кварки наделены дробным электрическим зарядом; свободных кварков в природе нет, даже при очень сильных столкновениях кварки не вылетают из адронов, в которых они удерживаются с помощью глюонового поля. Известно шесть разновидностей кварков, различающихся по так называемым ароматам: верхний (u), нижний (d), странный (s), очарованный (c), прелестный (b), истинный (t), а также по “цветам” – “желтый”, “красный”, “синий”.

Протон и нейтрон состоят из трех кварков, соответственно, uud и ddu. Из чего состоят сами кварки неизвестно. Физики поговаривают о возможности существования протокварков, из которых, наверное, и слеплены кварки, что, вообщем, созвучно с мыслью французского философа-материалиста XVIII века Жана Батиста Рабине, не допускавшего последних элементов материи и считавшего процесс деления безграничным). 

* Слово «кварк» заимствовано из романа ирландского писателя Джеймса Джойса “Поминки по Финнегану”, в котором есть песня, начинающаяся словами “three quarks”, что означает три карканья, три кваканья, три пустяка. Благодаря кваркам, которые еще не открыты, но которых ощутить можно, установлено зернистое строение протона. Несмотря на то что кварки – эти современные атомы Демокрита – до сих пор не зарегистрированы в свободном виде и из чего они состоят никто не знает, теория кварков (или квантовая хромодинамика) интенсивно развивается.  

Элементарные частицы – материальные бесструктурные точки, условные, весьма сложные микрообъекты, которые, как предполагалось ранее, должны были стать последними “кирпичиками” физической материи, не имеющими определенной внутренней структуры, неизменными и неспособными к распаду. Элементарные частицы характеризуются массой, спином, зарядом и временем жизни; большинство из них, обнаруженных в космических лучах, нестабильно, крайне мало живут, окружены роем виртуальных частиц, обладают способностью превращаться друг в друга. 

Элементарные частицы делятся на 5 основных классов:

  1. Фотон – квант электромагнитного излучения, частица с нулевой массой покоя.
  2. Лептоны – легкие частицы-фермионы; к ним, в частности, относятся электрон и нейтрино (электронное и мюоновое) – совершенное “ничто” или частица-”призрак”.
  3. Мезоны – частицы с промежуточной между электроном и протоном массой и спином равным 0.
  4. Барионы – тяжелые частицы-фермионы. Среди них мы встречаем нуклоны – протон и нейтрон, а также похожие на них гипероны – неустойчивые элементарные частицы с массой значительно превышающей массу нейтрона; гипероны (возбужденные нуклоны) рождаются при столкновении нуклонов и пи-мезонов с нуклонами или атомными ядрами.
  5. Антибарионы – античастицы.

Протоны, нейтроны и электроны образуют атомы; короткоживущие частицы – фотон и мезоны – служат носителями сил, соответственно, между нуклонами и электронами и между протонами и нейтронами. К настоящему времени известно несколько сот видов элементарных частиц и их число продолжает расти. 

Атомное ядро – положительно заряженная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса, обладает исключительно высокой плотностью и очень сильным взаимодействием; размер ядра на пять порядков меньше, чем размер атома. 

Ядра всех элементов состоят из двух разновидностей нуклонов – протонов и нейтронов – два состояния одной и той же частицы. В удержании, “склеивании” нуклонов участвуют так называемые пи-мезоны (тяжелые “кванты”).

Атом – сложная квантово-механическая система с дискретным спектром энергии, не самая мелкая частица в структуре вещества. Атомы в основном пустые, а электроны, образующие в атомах единую согласованную систему и представляющие собой сложные системы, состоящие из более мелких частиц, названных преонами, занимают ничтожную часть, размеры которого составляют одну стомиллионную сантиметра. Обычно атом сравнивают с миниатюрной солнечной системой. В нем в качестве планет выступают электроны, движущиеся по строго заданным орбитам вокруг расположенного в центре маленького тяжелого атомного ядра, состоящего из p протонов и n нейтронов, свободный электрон предположительно представляет собой заряженное “облако”.

Как выглядит в реальности отдельный атом, до сих пор не установлено. 

Молекула – следующий структурный уровень организации материи, наименьшая частица вещества, устойчивая система, которая, как утверждает квантовая механика, состоит из нуклонов и электронов, в которой атомы объединены в определенной последовательности, и химические свойства которой определяются электронами внешних оболочек. Молекулы разнообразны по форме и размерам, делятся на простейшие (одноатомные или двухатомные) и сложные (например, молекула ДНК состоит из миллионов атомных единиц), состоят из одинаковых или разных атомов, соединенных в одно целое, способны к автономному существованию. 

В молекулах дана непрерывность и примерно одинаковые плотности, несмотря на то, что внутри все они заняты материей элементарных частиц.

Полимеры – молекулы, состоящие из сотен тысяч атомов, образованные из большого количества повторяющихся мономерных звеньев.

Полимеры бывают линейные и разветвленные, природные (ДНК, РНК, белки) и синтетические. Коллоидные частицы – мельчайшие частицы твердых фаз в дисперсных системах.  

Космический атомизм 

Звезды – хаотично рассеянные небесные тела, светящиеся точки, состоящие из распыленных газов, включающих в себя все известные элементарные частицы; отличаются друг от друга по плотности, размерам, количеству излучаемой энергии, возникающей в результате ядерных реакций; звезды бывают двойными, тройными.

Основная масса нормальных гомогенных звезд относится к так называемой главной последовательности. Звезды рождаются, развиваются, стареют и умирают. Они могут развиваться по отдельности, автономно, либо совместно с другими звездами.

Звездные скопления – физически связанные и имеющие общее происхождение группы звезд, находящихся в пространстве близко друг к другу; делятся на шаровые и рассеянные, открытые.  

Звездные скопления – физически связанные и имеющие общее происхождение группы звезд, находящихся в пространстве близко друг к другу; делятся на шаровые и рассеянные, открытые.

Галактики – гигантские, сильно сплюснутые звездные системы, состоящие из огромного количества (10¹¹) динамически связанных звезд различных типов, звездных скоплений, атомов и элементарных частиц. 

Галактики – связанные гравитационные объекты – расположены в пространстве более тесно, чем звезды внутри них, они тоже образуют устойчивые, стабильные скопления – группировки различной степени сложности. Галактики разнообразны по форме (спиралевидные, эллиптические, неправильные), внешне выглядят крайне неупорядоченными и комковатыми, как и атомы, способны притягиваться друг к другу. У галактик есть активное ядро, состоящее из отдельных звезд и, возможно, выступающее как источник вещества или представляющее собой особую, пока еще не вполне понятную структуру материи. Предполагается, что в центре галактических ядер находятся “черные дыры”.

Метагалактика – космическая система более высокого типа, галактика галактик, огромная совокупность звездных систем, представляющая собой наблюдаемое, конечное и преходящее структурное образование во Вселенной.

Ячейки и войды (пустота) – реальные и самые крупные по размерам системы во Вселенной. Внутри себя ячейки пусты, в них галактик нет, последние собраны в ”стенках”.

Вселенная (космос) – весь мир, доступный для наблюдений. Вселенная бесструктурна, в ней много невидимого вещества, и плотность вещества приближается к критической. Вселенная одинакова во всех точках пространства и во всех направлениях, но несмотря на это в ней есть неоднородности.

Вселенная – бесконечная во времени и пространстве, и безгранично разнообразная по тем формам, которая принимает материя в процессе своего развития.

Это – звезды и галактики, ячеисто-сетчатые структуры, образовавшиеся в результате различий в плотности в разных областях Вселенной. Предполагается: либо Вселенная бесконечна в пространстве, либо существует множество параллельных вселенных. Хаотических и беспорядочных состояний Вселенной больше, чем гладких и упорядоченных. Вселенная эволюционирует – она расширяется с ускорением.

Атомистическое строение Вселенной говорит о невозможности ее перехода в состояние термодинамического (статистического) равновесия. 

В сверхмощном компьютере была построена целая Вселенная! На компьютерной модели не разглядеть отдельные галактики, трудно даже разобрать их скопления, можно наблюдать лишь сверхскопления галактик, которые составляют гигантскую космическую паутину филаментов. Каждый филомент служит приютом миллионам галактических скоплений, и все они связаны между собой темной материей. На компьютерной модели Вселенной видно как темная материя просвечивает сквозь сплетения филаментов. Темная материя поддерживает всю макроструктуру космоса. Она объединяет галактики в скопления, а те, в свою очередь, образуют сверхскопления. Сверхскопления вплетены в цепочки филаментов. Без темной материи вся структура космоса просто развалилась бы на части. Темная материя является неотъемлемой частью космоса. Она существует с момента Большого взрыва и оказывает влияние на все и повсеместно. Темная материя создает условия для рождения галактик и не дает им распадаться. Темная материя не видна взгляду, не вычисляется приборами, но, тем не менее, именно она является хозяйкой Вселенной.

ШЕСТЬ – ЧИСЛО МИСТИЧЕСКОЕ?

Нет,- говорят математики. – Шесть – число совершенное, потому что делители один, два, три в сумме дают число шесть.

 Тем не менее, как неудивительно, но все рассмотренные выше классические суперсистемы наделены шестью масштабами дискретности. И в других атомизмах – кварковом, корпускулярном, органическом, нуклеотидном – мы легко находим шесть разновидностей основных атомарных, дискретных форм:

кварки

нижний

верхний

странный

истинный

прелестный

очарованный

элементарные 
частицы*

протон

нейтрон

электрон

фотон

пи-мезон

нейтрино

органогены**

углерод

азот

кислород

водород

фосфор

сера

нуклеотиды***

аденин

тимин

гуанин

цитозин

урацил

оксиметилцитозин

* Фундаментальные элементарные частицы, достаточные для построения и функционирования современной Вселенной.
** Четыре основных “абсолютных” атомов (C, N, O, H) и два факультативных, жизненно необходимых, “относительных” (P, S), входящих в состав генетического строения.
*** Оксиметилцитозин занимает второстепенное место в ряду генетических нуклеотидов и характерен для небольшой группы организмов, в частности, для бактериорфагов.

Установлены также шесть разновидностей: 

цепные реакции

ядерная

химическая

генное дублирование*

клеточная пролиферация

размножение организмов

биосфера**

физические формы движения

механическая

тепловая

электромагнитная

гравитационная

атомная

ядерная

состояния вещества

твердое

жидкое

газообразное

плазма

квантовый конденсат***

* Генное дублирование (или аутокатализ) – конструктивный акт обновления генетических материалов – самый выдающийся вариант цепной реакции.
** Тенденция в развитии живой материи – это есть не что иное как обеспечение максимальной безопасности и широкое распространение своего типа организации (Г.Меллер). Не исключено, что биосфера может выйти за пределы Земли и начать «реплицироваться» и распространяться по всему космическому пространству.
*** “Квантовый конденсат” обладает одновременно свойствами сверхтекучести и когерентности (т.е. элементарные частицы и атомы в них двигаются согласованно), с одной стороны, и абсолютно твердого тела – с другой..

Согласно библейским и кораническим сказаниям, бог творил мир – землю и небо – шесть дней.
Из ассирийского описания всемирного потопа следует, что шесть дней и шесть ночей бушевала буря, и вода заливала землю; лишь с утра седьмого дня наводнение начало спадать.

Земля как суперсистема состоит из шести основных подсистем или сфер: ядра, магнитосферы, астеносферы, литосферы, атмосферы, гидросферы.

Аристотель говорил о шести уровнях бытия: хаотическая материя, глина, растение, животное, человек и форма форм – бог, а также о шести видах движения – возникновение, уничтожение, рост, уменьшение, качественное изменение, смена в пространстве.

Звезда снежинки имеет шестиугольную форму, ячейки Бенара и кластеры в структуре фуллеренов – шестигранны.


Атомизм нервной системы, включающий в себя пять основных отделов сенсорной деятельности плюс еще один – средоточие памяти, разума. Иначе говоря, атомизм нервной системы состоит из шести операторов аппарата отражения внешнего мира. Это – зрение, осязание, слух, обоняние, вкус и интуиция.

Ноосфера, представляющая собой новую иерархическую сложность, включает в себя на современном этапе шесть ступеней развития: человек – семья – этнос – государство – человечество – “новое или второе человечество” (так называемые “золотой миллиард и платиновый миллион”).

генетический атомизм 

Генетический атомизм - структурно и функционально - это новый "виток" в истории вещества.

Причем генетическая дискретность имеет своим предшественником молекулярную не дискретную форму (Рапопорт, 1984). Генетический атомизм - это квантовая теория гена. А генетика – это квантовая биология. Таким образом, первым квантовым биологом следует считать Грегора Менделя, впервые установившего, что явление (субстрат) наследственности имеет прерывистый характер и что носителями дискретности являются некие факторы, задатки (в современной интерпретации – гены). Мендель увидел закономерность и порядок там, где другие видели хаос. 


В настоящей материале речь пойдет о генетическом строении в интерпретации всемирно известного ученого-генетика, основоположника химического мутагенеза, автора генетической термодинамики и генетической атомистики, современной теории генетической и биологической эволюции, Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской премии, члена-корреспондента АН СССР, номинанта на Нобелевскую премию (1962 г.) Иосифа Абрамовича Рапопорта.

Нуклеотиды – первичный атомизм, элементарные представители наследственной материи, мономерные единицы изоморфного топологического измерения, участвующие в аутокатализе; генетические кварки, поскольку не связаны с каким-либо более простым генетическим уровнем.

Ниже их нет других генетических тел. Нуклеотидная структура составлена тремя компонентами: гетероциклическим азотистым основанием, дезоксирибозой (или рибозой) и остатком, в центре которого стоит один из факультативных атомов-органогенов – фосфор. Взятые в отдельности все три части нуклеотида имеют химическую природу и, только объединяясь, после контакта с каталитической матрицей уже представляют генетическое строение.

Нуклеотиды формируются в клетке с помощью сосредоточенного в протоплазме мощного разветвленного каталитического ферментативного аппарата. Когда они сходят с ферментативного “конвейера” и находятся еще вне генетического поля, в них господствует химическое строение, и они находятся в беспорядочном движении. Свободные нуклеотидные “болванки” начинают свое восхождение к генетическому состоянию с химического уровня под влиянием парных им матричных нуклеотидов, создающих генное поле.

Генетические нуклеотиды взаимодействуя с химическими нуклеотидными единицами «уподобляют их себе».

Триплеты – основные дискретные элементы генного строения, занимают в нем положение своего рода элементарных частиц.

Триплетный уровень – второй генетический слой, он не является простой механической суммой трех нуклеотидов, а есть самостоятельный результат их интеграции, это – новая самостоятельная генетическая целостность; квантовый модуль, кодирующий одну каноническую аминокислоту или несущий терминирующий сигнал.

Мутационное изменение триплета влечет за собой изменение структуры и функции полипептидной цепи, а за ним формирование нового признака.

Экзоны-интроны. Генные структуры, кодирующие белки, имеют прерывистое, “разорванное” строение, состоящее из разных частей. Одна часть состоит из элементарных генетических единиц – нуклеотидов и триплетов – сохраняющихся после транскрипции в зрелой РНК и чья генетическая информация полностью используется в процессе трансляции. Другая часть состоит из нуклеотидных последовательностей, которые вырезаются и удаляются из первичного транскрипта вскоре после его образования на каталитической матрице гена. Первые были названы экзонами, вторые – интронами.

Гены – материальные «операторы» наследственности, атомные единицы высшего порядка в сравнении с триплетами, с большим масштабом активности, критический набор единиц новой стихии, сложная совокупность передовых качеств повышенной упорядоченности, химической конъюгации (ДНК- белок), полиморфности. С их объединением генетика отрывается от химии путем разрыва. Гены создают целое, способное к полному дублированию, с образованием новой устойчивой структуры. Гены могут преобразовываться в ходе митоза, синтезировать ключевые нуклеиновые единицы (иРНК) для формирования ферментов. После мутации они в огромном большинстве случаев так же полноценны по структуре генетического атомизма, как и домутационные состояния. Явление генов – структурных, регуляторных, теломерных, центромерных, немых – подтверждает фундаментальную черту генетической материи – дискретность, не исчезающую при всех возможных ее изменениях.

Р. Докинз: «В реальной жизни гены делают две вещи: влияют на индивидуальное развитие и передаются следующим поколениям».

С.Оно: «В строгом смысле в эволюции ничто не создается de novo. Каждый новый ген возникает из уже существующего».

Хромосома – крупномасштабная структура генома, самый массивный ярус генетического состояния. Она представляет собой сложный конъюгат, содержащий 4 нити (2 ДНК и 2 белка), с почти одинаковой силой валентных связей и их непрерывным следованием. Значит, при хромосомной фрагментации разрыв валентности происходит сразу в 4 нитях. После мутации в хромосоме появляются 2 других одинаковых триплета и 2 другие одинаковые аминокислоты. Хромосомное состояние отмечено стационарностью, связностью, устойчивостью. Хромосома имеет линейную топологию, сотканную из нуклеотидов, триплетов и генов, и не только потому, что линейными были химические белки и нуклеиновые кислоты, но и потому что это судьба генетического строения, разветвления вредили бы активности хромосомы.

Линейный порядок хромосомной структуры есть универсальный закон, и даже характерная для нуклеиновых хромосом кольцевая форма в основных ее свойствах относится к этой же категории. Хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет консистентное состояние. При хромосомных перестройках, многие из которых отрицательно влияют на жизнеспособность и плодовитость, обе хроматиды ведут себя как одно тело (хотя реже встречаются хроматидные аберрации). Детальное сравнение обнаруживает перевес одинаковой перемены в обеих хроматидных нитях.

Геном – термодинамически избранная материя, с нулевым уровнем энтропии, собственным законом термодинамики, вершина законченной генетической иерархии, хромосомное множество, самый сложный масштаб нуклеопротеиновой структуры.

Геномный атомизм впервые выходит за пределы гомологического линейного взаимодействия и начинает квантовать набор негомологичных хромосом. На долю генома выпадает создание условий, направляющих движение хромосом от метафазы к анафазе, постоянное взаимное пространственное размещение хромосом в метафазе и синхронность митотических изменений в разных хромосомах. Весь этот объем ответственных функций возникает на основе обобщения геномом хромосомного множества.

Если нуклеотиды, триплеты, гены, хромосомы объединены линейным взаимодействием, то геном вводит межлинейное негомологичное, но с некоторой примесью гомологичного взаимодействие.

Итак, созидательный синтез, действующий в генетической организации, интегрирует дискретные нуклеотиды в триплеты, триплеты в гены, гены “вложены” в хромосому; высшая ступень генетического полиатомизма – геном.

Современная генетическая атомистика как конкретное учение о строении и свойствах органической наследственной материи, не ограничивается простым постулированием ее квантовой природы, но рассматривает ее слагающие дискретные единицы как качественно разные узлы, подлежащие дальнейшему анализу.

«…. возникновение генетического состояния имело место только однажды, причем, генетическая формация могла возникнуть либо в результате длительного эволюционного процесса, либо в результате резкого изменения внешних условий, преобразовавшего протяженную химическую структуру в прерывистые формы…» И.А.Рапопорт также допускает, что в далеком прошлом в становлении генетического субстрата могли участвовать любые известные на тот период времени химические вещества. Однако квантовый выбор почему-то пал на нуклеотиды и аминокислоты. Нет причин категорически утверждать, что в будущем в природе навсегда исключена идентификация свободной генетической формы.

Как в далеком прошлом, так и сейчас уровень генетического прогресса не исчезает.

ИТАК,

Генетический атомизм – часть всеобщей материи, которая порождает явления жизни. В генах сжат биологический мир. Добавления случайных возмущений в гены служат Эволюции.

Генетическая прерывность - первичный источник детерминации биологических признаков, а последующие ступени их становления сосредоточены в плазматической среде, воплощающей органическую субстанцию, лежащую на границе химии и биологии. 

БИОЛОГИЧЕСКИЙ АТОМИЗМ

Биологический атомизм – великая суперсистема, объединенная классической иерархической дискретностью частей живой материи, занимающая срединное положение между двумя полюсами: с одной стороны, корпускулярный генетический аппарат, с другой – изменяющиеся условия окружающей среды.

Биологический атомизм опирается на физическую и генетическую прерывности. То есть включает в себя их “элементарные” структуры – валентные электроны, атомы, молекулы, системы молекул, одинаковые как для неорганического, так и для органического мира, а также гены и хромосомы.

Биологические системы – сложные открытые системы, в них возможны процессы самоорганизации.

Элементарной единицей атомного строения биологического мира является клетка – индивидуум первого порядка без органов, но с органоидами (органеллами), простейшая живая система, до некоторой степени ведущая самостоятельную жизнь. Клетки обмениваются информацией с помощью химических и физических носителей.

В результате частых клеточных делений из простой клетки образуются ассоциации, системы многочисленных однородных клеток, формирующих новый структурный уровень – ткани-органы. Последние представляют собой системы с жестко разделенными функциями.

Законы наследственности и развития сплавляют ткани и органы в централизованное единство – организм (индивидуум).

Живой организм – это самостоятельный и дискретный носитель информации, наиболее высокоорганизованная и целостная система, обладающая своими каналами связи с внешней средой (дыхание, питание, выделение, органы чувств, железы), находящейся под контролем самого организма, являющегося пассивным объектом отбора.

Следующий уровень биологической организации – популяция – форма существования вида как живой материи, надындивидуальная система, представляющая собой совокупность организмов (индивидуумов) одного вида, связанных общностью происхождения и жизненных потребностей, половыми связями, обменивающихся генетической информацией, способных поддерживать свою численность в оптимальных размерах при изменяющихся условиях среды.

Советский биолог-эволюционист, академик И.И.Шмальгаузен пишет: “Энтропия популяции остается высокой. Популяция – мало организованная биологическая система, и этот низкий уровень организации, т.е. некоторый беспорядок и неопределенность, поддерживается действием стабилизирующего отбора.

Этим самым поддерживается высокая эволюционная пластичность популяции.

Популяция воздействует на биогеоценоз, в состав которого она входит, через активность своих особей”.

Следующую, более высокую ступень развития в иерархической лестнице живой материи занимает биогеоценоз – эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, длительно самоподдерживающаяся сложная природная система; однотипное растительное сообщество вместе с населяющим его консолидированным животным миром, включая микроорганизмов, с соответствующим участком земной поверхности, с особыми свойствами микроклимата, геологического строения, почвы и водного режима.

В биогеоценозах устанавливаются разнообразные, сложные, многоступенчатые связи между организмами – пищевые, симбиотические, конкурентные, обеспечивающие стабильность и целостность в развитии биогеоценозов. Между биогеоценозами, как и между клетками, тканями и органами в организме, существует мощная вещественно-энергетическая связь.

В ряду биологических субатомизмов высший иерархический ранг имеет биосфера.

Биосфера – единственная область на Земле, где находятся все организмы. Она представляет собой сложную динамическую систему, осуществляющую улавливание, накопление и перенос энергии путем обмена вещества между живыми существами и окружающей их абиогенной средой; устойчивость биосферы определяется во многом тем, что она слагается из сложной системы относительно независимых биогеоценозов.  

Современная теория развития

Современная теория развития говорит о том, что биологический мир в отличие от неживой природы более дифференцирован, богат, многообразен и пластичен. Число биологических признаков не уступает числу атомов во всей Вселенной.

Только биологический мир – но никак не генетический уровень, закрытый, и свободный от собственного обмена веществ – способен напрямую взаимодействовать с внешней окружающей средой, извлекать и накапливать информацию, энергию, вещества.

Развитие живых форм направлено в сторону совершенствования – морфологического и физиологического – и поэтому явно противоречит стремлению энтропии к возрастанию на нашей планете.