А все-таки что такое жизнь. Еще раз о вечном

Это вечный вопрос Попробую. Как функционирует живая открытая система. В живом организме протекают процессы превращения различных веществ и обмена веществами с окружающей средой. Часть таких процессов служит источником энергии. В результате какой-либо реакции исчезают одни соединения и появляются другие, исчезают кванты света и появляются электроны, электроны из одной области пространства переходят в другую, появляются электрические заряды, связанные группами молекул, чаще всего с пептидными цепями. Под действием сил зарядов эти цепи перемещают  массы 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 р а б о ты. Каждое изменение, возникает как результат какого-либо предыдущего процесса ведет к сохранению или усложнению упорядоченной структуры молекулярной системы.

При усложнении и увеличении массы усложняется молекулярный аппарат для совершения работы, и вследствие этого увеличивается доля работы и уменьшается доля теплоты в свободной энергии базовой реакции.  Это усложнение структуры молекулярного аппарата и увеличение доли работы происходит под воздействием возмущающих флуктуаций в окружающей среде. С течением времени и по мере усложнения структуры молекулярного аппарата возникновение в окружающей среде значительных крупных флуктуаций 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 возникают более часто и поэтому не имеют возмущающего характера.

Сложившаяся сложная структура существует долгое время в период между маловероятными возмущающими флуктуациями, 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 самовоспроизводящегося молекулярного аппарата, производящего работу по созданию своей структуры на стадии биологического развития открытых систем и обозначается термином «жизнь».

В сказке о трех поросенках удивительным образом отражается взаимодействие открытой системы с окружающей средой. Быстро возводимые дома младших братьев при меньшей затрате работы не выдерживают возмущения внешней среды в виде волка. Тогда как большее количество работы, затраченной старшим братом в больший срок времени обеспечило устойчивость системы при таком же возмущении.

Начиная с 50-х годов 20 века в условиях имитирующих первичную атмосферу, воду и сушу  Земли из метана, циановодорода, водорода, воды, фосфатов были получены биологические молеклы – нуклеотидов, сахаров, аминокислот. Жизнь могла возникнуть на Земле в результате молекулярного отбора наиболее быстрых каталитических реакций, продукты которых имели сложное строение. с  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, без учета молекулярного отбора, может создастся впечатление о случайном возникновении жизни.

Этому могут сопутствовать два возражения, присутствующие в той литературе, в которой обсуждается вопрос о происхождении жизни.

Первое возражение – это то, что срок существования Земли может быть слишком мал, чтобы в результате многочисленных случайных процессов могла возникнуть современная жизнь и тем более разум. Самый общий ответ на это возражение состоит в том, что мы имеем то, что имеем. Не надо забывать, что 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. Вот что пишет по этому поводу английский ученый Пол Девис, специалист в области квантовой электродинамики, в заключении своей книги Суперсила. Поиски  единой теории природы. «Хотя наука и в состоянии объяснить мир, еще остается дать объяснение самой науки.  Законы, обеспечившие спонтанное возникновение Вселенной, по всей вероятности, сами рождены каким-то остроумнейшим планом. Но если физика продукт подобного плана, то у Вселенной должна быть конечная цель, и вся совокупность данных современной физики достаточно убедительно указывает на то, что эта цель включает и наше существование». 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, хотим видеть в природе то что сами в нее вкладываем.

Как долго может продолжаться процесс образования и развития сложных молекулярных структур. По  этому поводу написано много книг и высказано еще больше мнений. Ганс Христиан Андерсен так заключает свою грустную сказку: «Конец. Конец. Всему на свете бывает конец». А пока что можно сказать словами писателя и драматурга Торнтона Уайлдера: «Природа никогда не спит, жизнь никогда не останавливается. Процесс сотворения не достиг своего конца»

Но мрачный, и в то же время оптимистичный прогноз был дан Фридрихом Энгельсом: «Мы все же уверены, что материя во всех своих превращениях остается вечно одной и той же, что ни один из ее атрибутов не может погибнуть и что поэтому с той же самой железной необходимостью, с какой она некогда истребит на земле свой высший цвет - мыслящий дух, она должна будет его снова породить где-нибудь в другом месте и в другое время» Нам остается надеяться, что люди что-нибудь придумают, и такое время не наступит.