О жизни и вообще

Была статья,  в которой подвергалось сомнению возможности появления жизни на Земле. Автору было не понятно, почему живые организмы изменяются все медленнее и медленнее. Также появилась статья, в которой от имени учителя биолога сетовали на вопросы любознательного ученика.

Как функционирует живая открытая система? В ней протекают процессы превращения различных веществ и обмена веществами с окружающей средой. Часть таких процессов служит источником энергии, которая обеспечивает протекание неравновесных процессов. В результате какой-либо реакции исчезают одни соединения и появляются другие, которые участвуют в следующих процессах, исчезают кванты света и появляются электроны, электроны из одной области организма переходят в другую, появляются электрические заряды, связанные группами молекул — в земной жизни это белки. Под действием сил возникающих зарядов, прикрепленным к белкам происходит перемещение масс групп атомов и молекул. В результате этого возникает изменение состояния ряда других объектов: создаются новые заряды, под действием которых, при перемещении молекулярных групп, образуются новые группы молекул, происходит захват веществ из окружающей среды и вывод из системы тех продуктов, которые далее не используются. Подобные перемещения масс под действие возникающих сил представляют собой передачу энергии в форме работы. Все эти изменения, возникающие как результат какого-либо предыдущего процесса, приводят к дальнейшему упорядочиванию структуры молекулярной системы. - организма.

Важно отметить, что каждый процесс-реакция протекает неравновесно по отношению к следующему за ним процессу. То есть скорость так сказать прямого процесса всегда больше скорости процесса обратного. Эта неравновесность и есть причина длительности, непрерывности всех процессов в молекулярной системе. Каждый новый элементарный акт и соответствующая ему структура возникают как ответ системы на возмущение в окружающей среде, будь это изменение температуры, появление нового соединения и пр. До появления такого возмущения существует структура, образовавшаяся ранее.

С течением времени и по мере усложнения структуры молекулярного аппарата возникновение в окружающей среде значительных крупных возмущений становится все менее вероятным, что увеличивает время жизни уже созданного к этому времени молекулярного аппарата. Этот сложный молекулярный аппарат становится более устойчивым к тем флуктуациям в окружающей среде, которые возникали ранее или более часто и поэтому перестали иметь возмущающий характер. Он будет существовать более длительное время, чем пркдыдущая структура.На создание молекулярного аппарата тратится энергия базисного процесса в форме работы. Другая часть передается в форме теплоты — беспорядочного молекулярного движения.

Сложившаяся сложная биологическая структура может существовать долгое время в период между маловероятными возмущениями, а уменьшающееся количество теплоты приобретает некоторое постоянное значение. Это значение соответствует минимальной скорости выделения теплоты и минимальной скорости увеличения энтропии, что означает наступление неравновесного стационарного состояния молекулярного аппарата по отношению к окружающей среде.

Вместе с окружающей средой аппарат постоянно стремится к наиболее вероятному состоянию, которое никогда не достигается вследствие большого объема окружающей среды.

Это неравновесное состояние само воспроизводящегося молекулярного аппарата, производящего работу по созданию своей структуры на стадии биологического развития открытых систем и обозначается термином «жизнь».

Жизнь могла возникнуть на Земле в результате молекулярного отбора наиболее быстрых каталитических реакций, продукты которых имели сложное строение, поскольку именно такое строение существовало длительное время между все более редкими возмущениями в окружающей среде. В основе этого взгляда лежит положение о случайности многочисленных химических процессов, некоторые из которых и привели к возникновению устойчивых сложных структур. Таким образом, создается впечатление о случайном возникновении жизни, которое встречает возражения.

Первое возражение – это то, что срок формирования реальной жизненной структуры за время существования Земли является слишком малым, чтобы в результате многочисленных случайных процессов могла возникнуть современная жизнь и тем более разум. Но скорость каталитических реакций может измеряться десятками и сотнями тысяч элементарных актов в секунду. И если в каком-нибудь объеме пространства присутствуют множество веществ и протекает множество случайных превращений, и существует множество различных возмущений со стороны окружающей среды, то создается база для того, чтобы в результате молекулярного отбора из первоначального хаоса возникли упорядоченные структуры, которые будут устойчивы к существующим в данное время возмущениям со стороны окружающей среды.

Второе возражение или, вернее, взгляд имеет мировоззренческий характер. Гармоничное устройство мира, Вселенной, ее параметры и связанные друг с другом законы, включая и все многообразие жизни, не оставляет место для случайного возникновения, а является следствием осуществления некоего «космического плана». Это мнение, как и первое, безусловно, имеет право на существование, хотя бы, потому что оно является порождением человеческого разума, который отражает и то устройство мира, которое еще остается непознанным человеческим знанием. Иными словами, в мире присутствует некоторое разумное начало, наиболее четко выраженное в положении о «творце». Одно из положений современного креационизма как раз и говорит о том, что вселенная создана такой, чтобы в ней мог существовать человек. Но в живом организме столько и элементарных и сложных процессов, столько актов превращения энергии, что невольно возникает вопрос, а зачем эта сложность разумному началу, нельзя ли было обойтись более простой схемой возникновения жизни и разума.

Человеческое сознание пытается очеловечить природу, и чтобы лучше узнать ее, приписывает природе логику человеческого мышления. Мы, говорит Альбер Камю, видим в природе то, что сами в нее вкладываем.