Рак излечим - страница 50

Самоорганизация – что это такое? Специально остановимся на математике и числах, потому что в них скрыт смысл самоорганизации систем. Попытка связать теорию информации с физикой и через ее посредство с биологией была осуществлена французским физиком Л. Бриллюэном, исследовавшим негэнтропийный принцип информации, сравнивавшим статистическое выражение энтропии Больцмана с выражением неопределенности Шеннона. Из этого следовало, что полученная информация увеличивает негэнтропию организма. Эту идею довел до логического завершения Г. Фестер, доказавший, что с получением информации система упорядочивается (организуется).

В результате движения науки к решению проблемы жизни возникла новая парадигма, основанная не только на качественной, но и на математической взаимосвязи понятий информация – негэнтропия – упорядоченность (организация) – эволюция. Новая парадигма, в согласии с принципом Н. Бора, включила в свою четырехзвенную цепочку понятий двухзвенную цепочку предыдущей парадигмы: негэнтропия – упорядоченность – организация. Это породило множество математических и экспериментальных исследований, рассматривавших жизнь как стационарный поток вещества и энергии, текущей сквозь организм. Жизнь приравнивалась к стационарному потоку, режим которого неизменен во времени. Описание такого потока было очень удобно: с физической точки зрения он устойчив, с математической – баланс прихода и расхода энергии в нем равен нулю. Единственная сложность его математического описания связана с ненулевым балансом энтропии из-за производства ее в самом потоке. Но эта трудность, казалось бы, преодолевается теоремой Глансдорфа-Пригожина, из которой следует, что производство энтропии системой в стационарном состоянии минимально.

Теоретические разработки в этой области опирались на эксперименты двух видов. К первому относились опыты с физическими стационарными потоками, удаленными от равновесия: тепловым и гидродинамическим. При микровоздействиях на эти потоки в них происходили скачкообразные изменения режима (бифуркации), в результате которых возникали упорядоченные структуры (в тепловом потоке – гексагональные клетки Бенара, в водном – вихри). Это не противоречит нашему допущению, что живое образуется при кавитации пространств. В процессе самоорганизации белка можно рассмотреть нечто подобное. Молекула аминокислоты – первичная структура (одномерность) – вторичная (двумерность) – третичная (спиральность) – четверичная (клубки) и наконец пятеричная сруктура, когда при конденсации (микровоздействиях) протеин и вода выстраивают еще более организованные пространственные формы – решетки-«клетки-домены» с вихрем-«ядром» в центре. Причем «клетка» имеет только прямоугольную форму, а «ядро» – форму эллипса или овоида. В живом организме вихрь представлен овалом ядра, так как овал – это диссимметричный эллипс. Пространственная структура «миелиновых фигур», которые являются основой мембран, зависит от структурообразующих факторов в процессах роста. На различных пространственных масштабах эти факторы проявляют себя по-разному: микро – взаимодействия отдельных молекул; мезо – их сборка в надмолекулярные агрегаты, упаковка в пространственные структуры; макро – заполнение пространства мезофазами. И здесь мы видим действие бифуркационных законов и структурирующих законов – триадности и триединства… Дальнейшая эволюция упорядочивающих симметрию и понижающих энтропию структур прослеживается на простейших формах жизни. Например, на прямоугольных и квадратных бактериях. Доказательством того, что после «клеток-доменов», которые были родоначальниками жизни в очень агрессивной среде, эстафету подхватили подобные им, квадратные и прямоугольные создания, служит следующее сообщение. Группе австралийских учёных во главе с микробиологом Майком Дьялл-Смитом из университета Мельбурна удалось впервые вырастить в лабораторных условиях уникальные, подобные бактерии клетки прямоугольной и квадратной формы. Большинство бактериальных клеток имеют либо сферическую форму, либо похожи на прутик. Впрочем, клетки с прямыми углами – не совсем бактерии – это древняя, но только недавно описанная группа форм жизни. Их называют «квадратными бактериями Уолсби» («Walsby» s square bacteria») по имени человека, открывшего их 25 лет назад. Они – самый общий тип клеток, найденных в солёных озёрах, где они часто объединяются друг с другом, чтобы сформировать двухмерную мозаику, которая придаёт озёрам характерную розовую окраску. Эти двухмерные создания могут указать точное «место» перехода пространства в «клетки – домены», а затем в прямоугольные «бактерии». Энтропия в двухмерных созданиях стремится к уменьшению и будет совсем не удивительно, если обнаружится, что они состоят в основном из веществ подобных гормонам растений. Нами отмечена интересная закономерность, все гормоны растений при контакте с водой дают розовое окрашивание. Уж не эта ли часть спектра, «розовая» длина волны, уменьшает энтропию на уровне одноклеточных? На основе энергетических и синергетических представлений о живых организмах, как о сложных открытых неравновесных самоорганизующихся системах, складывается современное физическое понимание явлений жизни и эволюции.