(К созданию единого универсального Закона эволюции сложных природных систем Вселенной). Уже в средние века, в период расцвета науки после жутких процессов инквизиции, потрясших Западную Европу, после разработанных Чарльзом Дарвиным принципов биологической эволюции живой природы путём естественного отбора, учёные начали высказывать предположения о возможности применения данных принципов к эволюционным процессам, происходящим в Природе в структурах, представляющих собой неживую материю ( эволюция элементарных частиц, атомов и молекул, природных минералов, космических объектов Вселенной и т.д). После создания микроскопа и телескопа, учёные стали глубоко проникать в мир живой материи, невидимой до этого для человеческого глаза и в мир неживой природы – удалённые звёзды и планеты Космоса, звёздные галактические образования. Прошло ещё время и учёные получили электронный микроскоп и получили возможность изучать атомы и молекулы, из которых состоят структуры, как живого, так и неживого миров. Космические телескопы позволили учёным заглянуть в далёкие уголки нашего ближайшего Космоса и даже выйти за его пределы. И стало понятно, что существующее разнообразие объектов живого мира , как и бесконечное разнообразие объектов неживого мира представляют собой сложнейшие системы, созданные Природой и эволюционными процессами, происходящими как в живом, так и неживом мирах. Глубокое изучение процессов, происходивших в недрах сложных природных систем, позволило учёным создавать научные гипотезы и теории об их формированиях и эволюционных преобразованиях из элементарных простых объектов к сложным многообъектовым системам. Но каждая из разработанных учёными гипотез или теорий рассматривала в отдельности процессы, происходящие при формированиях сложных систем живой и неживой природы. Перед учёными встал вопрос о том, существует ли в Природе единый универсальный процесс, в соответствии с которым возможно применить единый подход к процессам эволюции живого и неживого миров Природы. Представление о глобальном (универсальном) процессе эволюции живой и неживой материи стало складываться в конце 20 века (И.Пригожин, Н.Н.Моиссеев, В.В.Казютинский, Тейар де Шарден, Л.И.Гинделис и др.). Уже в наши дни, учёные решили получить конкретный ответ на вопрос « Возможна ли разработка универсального Закона эволюции всех объектов Вселенной, независимо от того, относятся ли они к представителям живой или неживой материи Вселенной?». Для определения такой возможности создана Междисциплинарная исследовательская группа, в которую вошли специалисты из различных областей – от философии и астробиологии, до минералогии и теоретической физики. Перед учёными так же стояла задача по определению возможных направлений для разработки такого Закона. Исследовательская группа состояла преимущественно из американских учёных, результаты исследований опубликованы в статье «О роли функции и отбора развивающихся систем» (On the roles of function and selection in evolving systems) на страницах PNAS ( авторский центр национальной академии наук США) 10.09.2023года. Прежде чем рассмотрим результаты исследований, представленные исследовательской группой американских учёных, рассмотрим суть уже существующих и действующих законов, описывающих процессы эволюции живой и неживой материи Вселенной. Это, в первую очередь, эволюционные процессы, протекающие при сотворении элементарных частиц, атомов и молекул, из которых формируются объекты живого и неживого миров. Далее, процессы эволюции сложных космических объектов и процесс эволюции отдельных космических объектов в глобальную супер сложную систему Вселенной. И закончим рассмотрением процессом эволюции при сотворении Природой первых протоклеток живых организмов и процессом формирования из простейших протоклеток живых организмов более сложные живые организмы, включая и человека. ГЛАВА1. Большой Взрыв и формирование первых элементарных частиц. Эволюционные процессы при формировании первого строительного материала звёзд – атома водорода и других элементов материи Вселенной. Согласно существующей в настоящее время научной теории расширяющейся Вселенной, началу её формирования положил так называемый Большой Взрыв, который произошёл из всего того совокупного вещества, из которого состоит существующая Вселенная (звёзды, планеты, пылевого вещества, вакуума и т.д. ), сжатого в малом объёме до точки бифуркации, с необычайно высокой плотностью энергии, температуры и давления. Останавливаться на глубоком рассмотрении теории Большого Взрыва и расширяющей Вселенной не вижу смысла, эта теория опубликована в Интернете и желающие могут самостоятельно с ней ознакомиться. После того как эта сверхмалая точечная среда (точка бифуркации) взорвалась, то есть произошёл момент того, что получило название Большого Взрыва, начался процесс стремительного и равномерного расширения объёма вещества, который находился внутри точки бифуркации, во все стороны. За неимоверно короткий период времени Т= 10^-42 секунды после Большого Взрыва произошло экспоненциональное расширение Вселенной, период которого закончился через Т=10^- 36 секунды после Большого Взрыва и этот период получил название «космической инфляции». По окончанию этого периода в разряжённой среде начала образовываться кварк – глюонная плазма, элементная основа будущего строительного материала первых объектов Вселенной. Кварки представляли собой первичные элементарные частицы, которые стали звеньями для формирования первых основных элементарных частиц – протонов и нейтронов. Формирование кварков, по мнению учёных, происходило при высокой температуре и высоком давлении. Глюоны – особые квантовые частицы, создающие «сильное взаимодействие» между кварками, как бы склеивая их между собой и удерживая их вместе. В результате очень высокой температуры частицы – кварки нагревались, «сильное взаимодействие» между ними прекращается, они как бы расклеиваются, и из отдельных кварков образуется облако, которое и получило название «кварк – глюонная плазма». В 1900 году учёные – физики экспериментально, на андронном коллайдере в Церне, смогли создать условия для воспроизведения кварк – глюонной плазмы и данный эксперимент завершился успешно. Из курса школьной физики известно, что атомы имеют сложное строение, они состоят из внутреннего ядра и внешней оболочки, по орбитам которой (которых) движутся электроны. Ядро, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов, которые формируются кварками. Чем сложнее атом, тем больше в его ядре протонов и нейтронов и на внешней оболочке большее количество электронных орбит, на которых количество «присоединившихся» электронов совпадает с количеством протонов в ядре атома. В период образования из кварков первых элементарных частиц – протонов и нейтронов, (начальная материя Вселенной), одновременно из них же образовывалась и антиматерия – позитроны, противоположные по заряду протонам. При сталкивании позитронов и протонов происходит их аннигиляция, сопровождаемая электромагнитным излучением. Этот фазовый переход сотворения Вселенной после первого фазового перехода «Космическая инфляция» получил название «Бариогенизм». При следующем фазовом переходе «Нуклеосинтезе», при объединении протонов с нейтронами стали образовываться ядра детерия (тяжёлого водорода), гелия 4 и других лёгких изотопов водорода. При дальнейшем падении температуры и расширении Вселенной наступил очередной переходной этап – в котором гравитация стала доминирующей силой. В период этого фазового перехода образовалось 75% водорода и 25% гелия и других элементов, и это произошло примерно через 380 тысяч лет после Большого Взрыва. Примерно через 800 тысяч лет после Большого Взрыва началась очередная новая фаза в строительстве Вселенной - фаза «Рекомбинации», или, как её ещё называют – « Эра Вещества». Газ, заполняющий Вселенную, начинал образовывать неоднородности и сгустки, плотные и холодные облака газа сжимались, разогревались изнутри, и начался процесс образования первых космических объектов Вселенной – звёзд первого поколения. Материя стала прозрачной для излучения и это излучение, распространяясь в пространстве, дошло от первоначальной сферы образовавшегося объёма Вселенной и до нашей Планеты в виде реликтового излучения. И факт реально обнаруженного учёными реликтового излучения подтверждает обоснованность разработанной теории Большого Взрыва и расширения Вселенной. Самая ранняя стадия эволюции Вселенной согласно теории, разработанной советским физиком, академиком Я. Б. Зельдовичем выглядела следующим образом.
Согласно этой наиболее перспективной теории, Вселенная на самой ранней стадии своего существования была очень плотной, холодной и состояла из протонов, электронов и нейтрино. Присутствие нейтрино стабилизировало протоны при высоких плотностях, препятствуя их превращению в нейтроны. При дальнейшем расширении Вселенной вероятность столкновения протонов с электронами резко уменьшилась, из-за чего образование нейтронов в значительных количествах оказалось просто невозможным. Следовательно, на самом раннем этапе расширения Вселенной элементарные частицы - протоны, электроны и нейтрино еще не могли составить (объединиться) ядро атома из-за отсутствия нейтронов. Объединение элементарных частиц сначала в ядре атомов стало происходить с появлением значительного количества нейтронов, а после «присоединения» к внешней оболочке электрона стали появляться и первые атомы чистого водорода. Так появился тот «строительный» материал, из которого благодаря действию гравитационных сил, начали образовываться первые звезды Вселенной. Формирование первых звёзд Вселенной произошло, примерно, через миллиард лет после Большого взрыва. Итак, на первом этапе эволюции сотворения Вселенной, природа планомерно, применяя принцип естественного отбора, отбрасывая все нестабильные комбинации, сотворила стабильный атом водорода – первый строительный материал для формирования первых звёзд – первых космических объектов Вселенной. Инфографика хронологии Большого взрыва – время в секундах с начала взрыва, и температура вселенной в (в Кельвинах). Хорошо видно, какие элементы и в какое время сформированы.
ГЛАВА 2. Сотворение первых космических объектов Вселенной, ядерные реакции и расширение элементной базы природы – химических элементов, давших развитие неживой и живой Природе. Дальнейшая эволюция Вселенной - из отдельных космических объектов – звёзд, планет, вакуума, тёмной материи, формирование галактик и глобальной супер сложной Метогалактики (самой Вселенной). Процесс образования звёзд достаточно полно описан в школьных учебниках по астрономии, желающие так - же могут ознакомиться с данной информацией, опубликованной в полном объёме в Интернете. В предлагаемой статье процесс формирования звёзд и их дальнейшая эволюция я опишу в сравнительно краткой форме. В результате глобальных космологических процессов, в газовых облаках, в основном состоящих из водорода и частично гелия, начали появляться области с повышенными участками плотности. Эти плотности получили название «Протозвёзды». Внутри объёма протозвезды, по мере сжимания газа, из которого состояло это вещество, его температура возрастала. Появились области с неоднородностью температур, что привело к интенсивному перемещению (конвекции) газа, горячий газ из ядра протозвезды поднимается к её поверхности, а остывший газ опускается к её ядру. На этом этапе источником энергии является гравитационное сжатие вещества внутри протозвезды. Когда температура в ядре достигает нескольких миллионов градусов, тепловой энергии, накопленной в атомах ядер водорода и гелия, становится достаточным, чтобы преодолеть действия сил отталкивания и сближения (действия кулоновских сил), что создаёт условия возникновения термоядерной реакции. С момента начала слияния ядер водорода и гелия, в звезде запускается термоядерная реакция и звезда «зажигается». Силы гравитации уравновешиваются выделяемой огромной энергией ядерного реактора, и начинается основной этап эволюции вновь сформированной звезды. В результате сжигания водорода образуется гелий и термоядерная реакция продолжается. Длительность этого этапа полностью зависит от массы сформированной звезды, чем больше её масса, тем быстрее в ней «сжигается» водород. На первом этапе формирования первых звёзд Вселенной формировались тяжёлые (массивные) звёзды, которые в рассмотренном состоянии находились лишь несколько миллионов лет, а затем переходили в стадию «красных гигантов». Переход в стадию «красных гигантов» происходил следующим образом. По мере истощения запаса водорода давление внутри звезды падает, и она теряет устойчивость. Внутреннее ядро снова начинает сжиматься, что приводит к «зажиганию» новых термоядерных реакций сливания ядер гелия в ядра углерода, неона, кислорода и, наконец, железа. В средней части звезды температура меньше, и реакции «горения» в ней начинаются позже. За счёт этой энергии верхние слои звезды расширяются. В результате в звезде одновременно формируется более тяжёлое компактное ядро и раздувающиеся верхние оболочки с низкой плотностью. Звезда становится красным гигантом.
Внешняя оболочка звезды, в стадии красного гиганта, раздувается в сотни раз, на завершающем этапе своей эволюции красный гигант взрывается, содержимое его внешнего слоя разлетается, образуя вокруг бывшей звезды туманность (облако). В центре туманности остаётся ядро, получившее название «белый карлик», нейтронная звезда, или «чёрная дыра», в зависимости от массы. Так заканчивается эволюция звезды. Первые звёзды Вселенной прекратили своё существование примерно через 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Так как они обладали огромными размерами и огромной массой, по этой причине они обладали и сильными гравитационными полями. Водород в них быстро выгорал, они быстро переходили в состояние красного гиганта и после взрыва их оболочки, в окружающем их пространстве (туманности) появились первые тяжёлые элементами, наполняющие Вселенную. Туманности стали основой для формирования звёзд следующих второго и третьего поколений. В химическом составе звёзд второго поколения уже присутствовал металл, в их ядерных реакторах происходили последующие эволюционные процессы синтеза вещества от лёгких и простых химических элементов, к более сложны химическим блокам. Наше Солнце относится к звезде третьего поколения. А далее начинается очередной этап эволюции Вселенной. Газопылевые облака, вращающиеся вокруг образовавшихся звёзд первого и, в основном, второго поколений стали принимать дискообразную форму, здесь из слипающихся между собой пылевых частичек начала образовываться основа будущих планетных образований. Эти газопылевые, вращающиеся вокруг звёзд диски, получили название протопланетных дисков. . Внутри этих протопланетных дисков, в тех их областях, в которых существовала очень высокая температура, стали формироваться, из термоустойчивых элементов , планеты внутренней группы будущих звёздных систем. А на краях протопланетных дисков с внутренней невысокой температурой произошло формирование планет – гигантов внешней группы звёздно – планетных систем. Таким образом, в ходе эволюционных преобразований , в ходе взаимодействий и разнообразных комбинаций между собой, отметая «нежизненные» комбинации взаимодействий, Вселенная сотворила сложную систему из космических объектов, составляющих Метагалактику и огромное количество материальных химических элементов и изотопов к ним, которые представлены в Периодической таблице химических элементов Менделеева. Образование планет во Вселенной – необходимый этап её эволюции, ибо на планетах оказались возможными химические реакции вещества и образование новых, более сложных процессов саморегуляции материи в более сложные структуры. На нашей Планете процессы саморегуляции материи привели к образованию широкого спектра минералов с разными функциональными возможностями и способностью, при определённых внешних и внутренних условиях, к формированию примитивной первой живой прото - клетки. Известный американский физик, специалист в области астрофизики и космологии Лауренс Максвелл Краусс писал « Мы все сделаны из звёздной пыли. Мы не могли бы сейчас существовать, если бы звёзды не взрывались. Элементы – углерод, азот, кислород, железо и всё остальное, что имеет значение для эволюции и жизни – не существовали в начале времени. Они были созданы в ядерных топках звёзд, которые были достаточно любезны взорваться и умереть, чтобы мы были сегодня здесь». Таким образом, в ходе эволюционных преобразований , в ходе взаимодействий и разнообразных комбинаций между собой, отметая «нежизненные» комбинации взаимодействий, Вселенная сотворила сложную систему из космических объектов, составляющих Метагалактику и огромное количество материальных химических элементов и изотопов к ним, которые представлены в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева. , А теперь, на основании рассмотренного материала, кратко сформулируем поэтапную последовательность процесса формирования неживой материи Вселенной после Большого Взрыва : 1 этап – формирование разрежённости (вакуума); 2 этап – формирование первичных элементарных частиц кварков и кварк – глюонной плазмы; 3 этап – формирование из кварков более сложных элементарных частиц (протонов и нейтронов); 4 этап – формирование из протонов и нейтронов ядра атома водорода; 5 этап – присоединение электрона к внешней орбите сформированного ядра и формирование атома водорода, первого строительного материала объектов Вселенной; 6 этап – формирование звёзд первого поколения и первых химических элементов – продуктов ядерных реакций ; 7 этап – формирование звёзд второго и третьего поколений, дальнейшее формирование химических элементов - продуктов ядерных реакций, составляющих периодическую систему химических элементов и их соединений; 8 этап – формирование планет и звёздно планетных систем; 9 этап – формирование из химических элементов широкого спектра минералов, входящих в структуру сформированных планет; 10 этап – формирование из звёздно – планетных систем галактик и из галактик Метагалактику – «тело» Вселенной. На каждом из рассмотренных этапов все нестабильные комбинации, не имеющие перспектив к созданию более сложных элементов и систем, отбраковывались ( проходили стадию естественного отбора), а из отобранных формировались новые, более сложные элементы и системы , с новыми функциональными возможностями. ГЛАВА 3.Переход из неживой материи к живой. Сотворение первой живой протоклетки. От первой элементарной протоклетки к сложным биологическим организмам. В 1619 году голландец Корнелий Дреббель создал первый микроскоп из выпуклых линз, немногим позже его земляк, уже на то время известный учёный Христиан Гюгенс, усовершенствовал имеющуюся модель, сконструировав возможность регулировки окуляров. В первой половине 17 века нидерландский натуралист Антони Ван Ливенгук , применив набор линз, создал микроскоп с высоким разрешением, добившись увеличения в 300 раз. Им же, в 1683 году, при исследовании капли дождевой воды, были обнаружены и описаны живые одноклеточные микроорганизмы (бактерии). И именно эти одноклеточные бактерии были предками каждого из живущих на Земле живых существ, включая и человека. Разумеется, учёные всего мира стали искать ответ на вопрос, каким образом Природа сотворила эту первую элементарную живую клетку, ставшую основой всех форм жизни на нашей Планете. В 20 – е годы прошлого века советский учёный, академик А . И. Опарин разработал гипотезу, предположив, что начало жизни могло зародиться в воде, в жёстких условиях начала формирования нашей Планеты. В самый начальный период зарождения Земли, электрические разряды, в виде молний, разряжаемых в воды океана, солнечная радиация, непрерывные ливни, извергаемые из грозовых туч, с водами которых в океан попадали различные химические элементы, смываемые с поверхности почвы - всё это способствовало соединению простых химических веществ в молекулы более сложных химических элементов - органических молекул, что способствовало образованию в водах океана первичного бульона из простых и сложных химических элементов. Эти химические вещества, перемешиваясь в воде, под воздействием штормовых ветров и непрерывных электрических разрядов, стали объединяться в более сложные химические образования, из которых, в течение длительного времени, стали образовываться сгустки, создавая основу появления первых живых клеток. Эта гипотеза была проверена экспериментально им самим, для чего он создал в лаборатории условия, примерно соответствующие начальному период зарождения Земли. В результате экспериментов, он смог получить некоторые химические соединения, близкие к аминокислотам, из которых формируются белки, но саму клетку жизни А. И. Опарину получить не удалось. Подобные эксперименты проводились и другими учёными, В 1952 году, американский учёный С. Миллер, в великолепно оснащённой лаборатории, провёл ряд подобных экспериментов, им, в результате, были даже получены две аминокислоты – глицин и аломин, но и в его экспериментах первая живая клетка не была создана. Да и полученные им лабораторные результаты позже были оспорены другими учёными, доказавшими , что С. Миллер не совсем точно воссоздал, при проведении экспериментов, условия соответствующие началу формирования Земли. Дальнейшему направлению для разработки гипотез о возникновении живой клетки способствовала, разработанная в 60 годы прошлого века учёным – биологом Ильёй Пригожиным, теория саморегуляции материи, за создание которой он стал Нобелевским лауреатом. Суть этой теории заключена в следующем. Любые сложные системы, не имеющие обратные связи (системы открытого типа), находясь в состоянии отсутствия термологического равновесия (в хаотическом состоянии), при воздействии на них потоков энергии, способны к самоорганизации. При этом, если на систему, находящуюся в подобном состоянии окажется воздействие любых флюктуаций энергии, то такая система самым случайным образом может перейти в совершенно новое, одно из возможных для этой системы , состояний. И оказывается возможным образование более сложных структур и участие этой уже новой сложной системы в более сложных процессах. Таким образом, происходит зарождение новой (новых) структур в новой (новых) формах существования. При образовании в этой новой (новых) структуре внутренних петель обратных связей, эта новая система переходит в стадию динамического равновесия, становится устойчивой и у неё возникает способность к самопроизводству. Теория саморегуляции (синергетики) позволяет изучать любые самоорганизующиеся системы, состоящие из множества подсистем ( атомы, молекулы, клетки, сложные многоклеточные организмы, социальное общество и т.д.). Такие новые системы способны к хранению и воспроизводству сложной информации, к появлению новых структур. На основе теории саморегуляции учёные смогли разработать гипотезы возможных путей самозарождения, но только не настоящей живой клетки, а её предшественницы – протоклетки. Эволюционный процесс формирования сложных живых организмов, таких как растения и животные, начался с появления протоклеток. И только после того как в процессе дальнейшей эволюции Природой были сформированы и размещены в протоклетке наследственные механизмы РНК и ДНК, из неё смогла сформироваться настоящая живая клетка, из которой состоят и одноклеточные бактерии, растения и все мы. Учёных интересовал вопрос, когда же возникли первые протоклетки, предшественницы первых живых клеток? Крупный специалист в вопросах пребиотической эволюции протоклетки, учёный Гарольд Моровец, опираясь на разработанную И. Пригожиным теорию саморегуляции материи, на результаты проведённых экспериментов академиком А. И. Опариным и Стендли Миллером, дополненные трудами учёных – биологов других государств – Германа Хакена и Минфреда Эйгина ( Германия), Джеймса Левлока ( Англия), Линн Моргулис (США) и других, предложил следующую гипотезу возникновения протоклетки. Примерно 3,4-3,9 миллиардов лет тому назад, когда Планета ещё остывала, сформировались первые горные породы и океаны были ещё не столь многоводны, начался процесс образования химических элементов и минералов. На Земле, благодаря соединению углерода с уже сформированными химическими элементами, возникли новые химические элементы и блоки, необходимые для создания живой клетки. К таким соединениям относились и маслянистые вещества, называемые парафинами, молекулы которых представляют собой длинные углеводородные цепи. Взаимодействие парафинов с водой и растворёнными в ней различными минералами, привело к образованию липидов (маслянистых структур). Последние, собираясь в капельки, образовывали тонкие одно и двухслойные плёнки. Под воздействием штормовых ветров и образовавшихся на поверхности океана волн, эти плёнки спонтанно замыкались в пузырьки, закладывая, таким образом, условия для создания протоклеток. Известно, что в период формирования молодой Земли на неё действовали разное количество источников энергии. Основным источником энергии было, как и сейчас, Солнце, но атмосфера того периода была совсем другая, по сравнению с нынешней. Не было кислорода, а, следовательно, и озонового слоя, который поглощает в наше время всё коротковолновое, опасное для жизни, ультрафиолетовое излучение. По территории Земли били мощные разряды молний, она сотрясалась от вулканических извержений, на землю непрерывными потоками лили дожди. Океан был насыщен химическими элементами, новые сложные химические элементы выбрасывались в окружающую среду вулканическими извержениями, и вместе с ливнями попадали в океан. Океан «кипел» миллиардами индивидуальных пузырьков, внутри каждого из которых протекали сложные химические реакции. Липиды, в качестве маслянистых плёнок, обволакивали пузырьки, и эти обволакивающие плёнки, создавали закрытый внутренний объём для каждого из сформированных индивидуальных пузырьков. Позже эти плёнки стали играть роль мембран уже в сформированных протоклетках. Волны, под действием ветров, сталкивали пузырьки между собой, часть из них лопались, обогащая первичный химический бульон океана новыми , сложными химическими элементами, а некоторые лопались, с образованием новых двух и более пузырьков. И, если в образовавшихся новых пузырьках, элементная база от протекающих в них химических реакций сохранялась, то можно было предположить, что в этих новых разделившихся пузырьках возникало что – то похожее на генетическую память (прегенетическая память). Различные флюктуации энергии, возникающие при воздействиях на пузырьки - энергий молний, солнечной радиации и вулканических извержений, хаотичность процессов, протекающих внутри пузырьков, всё это способствовало, процессу саморегуляции материи. Да и сама наша молодая Планета, не являлась закрытой динамической системой, с отсутствующими внутренними обратными связями, находилась в состоянии близком к хаотичному и, явно, не терморавновесному. То есть, в наличии собрались все факторы, способствующие самоорганизации неживой материи. И материя самоорганизовалась и сформировала примитивную, но ещё только с зачатками жизни - протоклетку, возникшую в результате химических реакций между различными неорганическими веществами, происходившими в водной океанской среде. Сотворение протоклеток, способных преобразовывать и поглощать солнечную энергию, открывало пути для усложнения этих структур. В период формирования протоклеток, основные химические соединения внутри образовавшихся пузырьков включали в себя углерод, водород и, вероятно, серу. В это же время в химические соединения уже сформированной протоклетки, мог включиться и азот, скорее всего в виде аммония, что приводило к резкому возрастанию сложности молекул. Ибо азот способствует реализации двух основных черт клеточной жизни - способности к катализации и хранению информации. Катализаторы ускоряют процесс протекания химических реакций, при этом, сами они не претерпевают изменений. Они также способствуют появлению химических реакций, которые без них не могли бы возникнуть. Реакции с помощью катализаторов - один из важнейших процессов химии живой клетки. В современных клетках они управляют ферментами, но на ранних стадиях образования клеток, этих сложных молекул ещё не существовало. Попадание азота в химические соединения протоклетки приводило к образованию как раз таких примитивных катализаторов. А их появление привело к быстрому росту молекулярной сложности протоклетки, с одной стороны, а с другой стороны - увеличение числа полезных случайных событий. Между оформившимися протоклетками возникла борьба за лучшие условия выживаемости, возникла полномасштабная дарвинская конкуренция за “место под солнцем”, что обеспечило некоторым из протоклеток их усложнение и, в конце концов, привело к образованию жизни внутри клеток. Каким бы сложным ни был набор химических соединений внутри протоклетки, сами по себе они ещё не означали появления жизни. Некоторые учёные считают, что первая настоящая клетка жизни зародилась вблизи подводных вулканов и гейзеров - их более высокие температуры способствовали ускорению определённых биохимических реакций а, следовательно, к ускорению образования живой клетки. В этих, ещё примитивных, но уже ограниченных мембранами пузырьках, уже стали проявляться две определяющие характеристики будущей клетки жизни. Пузырьки оказались открытыми системами, пронизываемыми непрерывными потоками материи и энергии и всё это происходило уже в то время, когда они уже имели индивидуальное внутреннее пространство, защищённое от внешней среды мембранами. И в этом внутреннем пространстве вполне могли протекать различные химические реакции и при столкновениях пузырьков с разными, уже сформировавшимися в них сложными химическими блоками, образовывались новые пузырьки,в которых происходили более сложные химические реакции с образовавшимися, в некоторых из них более сложных химических соединений и химических блоков. И среди миллиардов таких пузырьков, возникающих, лопающихся, объединившихся с другими, смогли образоваться небольшое количество таких, в которых химические реакции привели к появлению самой примитивной формы жизни – протоклетки. Для того, чтобы из протоклетки сформировалась настоящая живыя клетка, необходимо было, чтобы в ней сформировался механизм наследственности. Такой механизм Природа сформировала, но каким образом и когда, учёные до сих пор не выяснили. В настоящее время разработано учёными множество гипотез по решению этой наболевшей проблемы. Одни ин них считают, что образование механизмов наследственности должно было происходить в небольших и неглубоких водоёмах По мнению других учёных, ускорению образования живой клетки способствовало обилие серы вблизи горячих подводных источников. И в настоящее время, возле таких источников учёные находят бактерии, живущие без кислорода (анаэробные бактерии), поскольку в те далёкие времена, когда жизнь на Земле только зарождалась, кислород в атмосфере Земли отсутствовал. После того, как в 1986 году химик Джеймс Феррес обнаружил, что глина с названием моктморилломет ускоряет формирование малых РНК (самого примитивного первичного механизма наследственности), стали, в процессе сборки в лаборатории искусственных протоклеток, добавлять в них эту глину для получения РНК. Тем более, что им было известно, что в период формирования нашей Планеты при извержениях вулканов такой глины было на земле достаточно. При таком добавлении глины в искусственно собранные протоклетки в лабораторных условиях, эти протоклетки стали быстрее расти, но процесс их деления не произошёл. Эксперимент не удался. В последнее время учёные стали объединять свои усилия, чтобы всё же разгадать эту тайну природы. Но, независимо от того, смогут ли учёные вырвать эту тайну у Природы, она сама смогла самостоятельно, в процессе эволюции, создать настоящую живую клетку и дальше эволюционный процесс пошёл по созданию более сложных, устойчивых, самовоспроизводящих и многообразных форм жизни. И в этих случаях система естественного отбора играла решающую роль – из множества всевозможных комбинаций отбирались только те, кто были способны к длительному и устойчивому существованию, самопроизводству и формированию более сложных систем. Возраст нашей Планеты, по расчётам учёных, 4,7 миллиардов лет, самые ранние одноклеточные обнаружены в слоях земли, возраст которых составлял примерно 3,5 миллиардов лет. Таким образом, на формирование первых одноклеточных примитивных форм живой материи Природе понадобилось более одного миллиарда лет. С сотворением первой настоящей живой клетки, Природа, путём естественного отбора, сотворила бактерии и сине – зелёные водоросли. Они стали первыми живыми организмами и до нашего времени практически не претерпели никаких изменений. Часть этих организмов для производства пищи стали использовать ультрофиолетовое излучение Солнца, в результате чего им пришлось подняться на поверхности водоёмов и они стали расселяться и обживаться в новых местах обитания. Благодаря им в атмосфере Земли стал появляться кислород, как побочный продукт фотосинтеза. Переход на кислородное (аэробное) дыхание положило начало появлению сложных многоклеточных образований и создало условия образования озонного слоя в атмосфере земли, защищающего живые организмы от жёсткого излучения солнечной радиации. Первые многоклеточные живые организмы, по гипотезе знаменитого российского учёного И. Мечникова, опубликованной им в 1886 году, могли сформироваться следующим образом. В результате подъёма первых клеток, из образовавшихся из них колоний, на поверхностях водоёмов, начали образовываться двухслойные организмы, названные И. Мечниковым – фагоцителлами. В таком, уже более сложном организме, стало возможным распределение функций. Внутренний слой этого организма стал выполнять функцию пищеварения, а наружный слой стал обеспечивать передвижение и захват пищи, а далее пища переносилась в внутренний слой фагоцителлы. Далее, из фагоцителл, в соответствии с теорией естественного отбора, сначала в воде, затем, в результате климатических изменений, происходящими на планете, появились земноводные, далее, под воздействием внешних и внутренних факторов, появились млекопитающие. Естественный отбор, изменчивость и наследственность - главные факторы эволюции жизни на нашей Планете, в процессе которой сформировался Homo sapiens – человек разумный. Информацию о происходящих процессах эволюции животного и растительного миров нашей Планеты, с начальной Архейской эры и по Кайнозойскую эру - текущий период геологической истории нашей Планеты, желающие могут найти в Интернете и досконально с ней ознакомиться. Итак, процесс формирования живой материи из неживой на нашей Планете, можно условно разделить на следующие этапы: - 1 этап – формирование в окружающей Землю среде и на её поверхности углерода и других химических элементов и минералов; - 2 этап – образование в водной среде поверхности Земли первых органических соединений, в том числе аминокислот; - 3 этап – образование в водной среде первой живой протоклетки из неживой материи, в результате сопутствующих факторов самоорганизации материи; - 4этап – образование первых простейших одноклеточных живых организмов – бактерий и первых видов растительности – сине – зелёных водорослей; - 5 этап - обретение наследственных факторов РНК и ДНК и формированию первой настоящей живой клетки, и её способности к самопроизводству и расширению видов живых биологических организмов и растительности; - 6 этап - изменение климатических условий в процессе всей геологической истории Земли, что привело к естественному отбору всех существующих видов живых биологических организмов и растительности. Кто не смог приспособиться к новым условиям – вымерли. Благодаря мутации и наследственным признакам произошли внутренние изменения биологических организмов и появление новых биологических организмов и растительности. Итак, можно констатировать, что общими признаками в процессах эволюций живой и неживой природы, исходя из существующего общего подхода к эволюционным процессам, происходящим в сложных природных системах Вселенной, являются естественный отбор и формирование новых, более сложных элементов и систем. ГЛАВА 4. Результаты исследований Международной исследовательской группой учёных и разработка принципов универсального Закона эволюционных процессов живой и неживой материи Вселенной. Для выявления общих направлений, в протекающих эволюционных процессах живой и неживой природы Вселенной, учёные исследовали уже существующие теории: – теорию звёздной эволюции; - теорию эволюции минералов; - теорию биологической эволюции живой материи Вселенной. Дополнительно ими были рассмотрены эволюционные процессы, происходящие на планетах, на которых жизнь отсутствует. В частности, ими были рассмотрены эволюционные процессы, происходящие на спутнике планеты Сатурн Титане, о которых астрономы и астрофизики обладают значительной информацией, благодаря изучению Титана с помощью мощных земных и космических телескопов. Эти три земные эволюционные системы Вселенной выбраны учёными для исследований в качестве сложных развивающихся природных моделей, в которых протекающие эволюционные процессы существенно отличаются в деталях: - Звёздный нуклеосинтизм ( создание химических элементов путём реакций ядерного синтеза в звёздах) прямо зависит от различных стабильных взаимодействий (стабильных конфигураций) между протонами и нейтронами; - Эволюция минералов основана на выборе новых, локально стабильных расположений химических элементов в природных условиях; - Биологическая эволюция происходит путём естественного отбора полезных наследственных признаков. Но при существующих различиях исследуемые сложные природные системы имеют и определённые общие направления развития: 1. Каждая из рассматриваемых систем состоит из множества различных подсистем и элементов. 2. В каждой из рассматриваемых систем, происходящие эволюционные процессы создают (генерируют) значительное множество различных комбинаций из элементов и подсистем. 3. Некоторые из генерируемых различных комбинаций, благодаря отбору (конкуренционному преимуществу) выделяются из множества других, с точки зрения устойчивости всей системы. Каждая из рассмотренных учёными систем формировались в различные периоды времени, но у каждой из них в течение всего периода формирования проявлялось разнообразные изменения и увеличение возможных способов комбинаций (усложнение систем). К общим особенностям эволюционных развитий (общую эволюционную эквивалентность) этих трёх разных сложных природных систем можно отнести и следующий фактор их формирований - наличие разнообразных элементов, позволяющих комбинировать из них множество различных подсистем и производить из этого множества наиболее устойчивые комбинации. Причём, эволюция живой материи природы, осуществляемая путём естественного отбора, явилась одним из множества примеров гораздо более общего естественного процесса. То есть дарвинская эволюция живой материи – это всего лишь часть всеобщих эволюционных процессов, протекающих во Вселенной. Таким образом, эти три рассмотренные сложные системы, по мнению авторов нового подхода, объединены общей закономерностью: – разнообразием компонентов; - разнообразием формирования из этих компонентов систем различной сложности конфигураций; - возможностью отбора из этих конфигураций наиболее устойчивых комбинаций. Разнообразие элементов, комбинационные возможности и отбор - эти три компонента эволюции сложных систем учёными обозначены как главные функции этих систем. Источниками отбора и функциональности являются: - возрастающая сложность во времени, приводящая к изменению состояния системы (локальные динамические изменения сложности системы); - обеспечение статической устойчивости системы в течение периодов, превышающих временные масштабы её локальных динамических изменений. Учёные назвали эту особенность отбора – принципом статического постоянства сложных природных систем в масштабах времени их существования. В общем виде этот принцип учёные обозначили следующим образом - «Конфигурации материи имеют тенденцию сохраняться, если не существуют кинетически благоприятные пути их включений в более масштабные конфигурации». Статическая устойчивость Вселенной обеспечивает не только формирование огромного разнообразия её элементов, но и длительность её существования. Статическая устойчивость Вселенной подпитывается динамическими устойчивостями всех природных сложных систем, составляющих её сущность. Так, например звёзды представляют собой динамические устойчивые сферы плазмы, поддерживаемые свободной энергией ядерного синтеза, динамическое существование жизни обеспечено химическими процессами в окружающей среде и солнечной энергией. И эти существующие процессы находятся в неравновесном состоянии. Согласно теории синергетики ( по И. Пригожину) динамические состояния объектов Вселенной являются открытыми системами, они, в отличие от статической устойчивости, не сохраняют постоянства материального состава. Например, содержание элементов в звезде меняется в течение всей её жизни, живые организмы постоянно обмениваются с окружающей средой и т.д. Главные функции сложных природных систем – разнообразие элементов, многообразие комбинационных возможностей и отбор, обеспечивают формирование в этих системах причинно – следственных связей с внешней средой и изменение их внутренних состояний. Если в процессе формирования сложных природных систем какая – то из рассмотренных функций способствуют устойчивости системы, то такая комбинация из участвующих элементов будет выбрана в результате отбора. В процессе начального и продолжающегося формирования любой сложной природной системы ( период динамических изменений системы) происходит рассеивание её свободной энергии. Эта способность систем к рассеиванию свободной энергией так же относится к их функциям, но уже не к главным, а к основным функциям природных систем. К таким основным функциям сложных природных систем относятся: - автокатализ – ускорение химических реакций, ускорение превращений одних веществ, в другие. Играет ключевую роль в эволюционной химии, что создаёт условия для естественного отбора; - гомеостаз - саморегуляция, способность сохранять своё внутреннее состояние посредством внутренних реакций; - диссипация – рассеяние энергии, переход части энергии упорядоченного процесса в энергию неупорядоченного процесса; - обработка информации – изменение ( переработка) информации любой сложности. Каждая из рассмотренных основных функций служат для сохранения самой себя. Гомеостаз в звёздах уравновешивает гравитационный коллапс (в звезде, находящейся в стадии - « красного гиганта») кинетической энергией генерируемой термоядерным синтезом, что позволяет продолжить термоядерный синтез. Жизнь осуществляет переработку информации посредством различных механизмов приёма информации извне, обучения и самообучения. Дарвинская эволюция, описывающая эволюцию жизни - есть периодический продолжительный процесс приёма и преобразования природной информации, способствующей выживанию, размножению, передаче потомкам наследственной информации и т. д. Кроме главных и основных функций, способствующих формированию, усложнению и дальнейшей эволюции сложных природных систем, в процессе эволюционных преобразований могут возникать и вспомогательные функции, позволяющие придавать основным функциям более избирательную роль, выводя всю сложную природную систему на более высокий уровень организации. При этом, при взаимодействиях основных функций с вспомогательными, возможны варианты генераций новых основных функций и новых сложных природных системы. Так, например, появление в атмосфере Земли кислорода, благодаря сине – зелёным водорослям и бактериям (продуктам сложных эволюционных процессов), породило новые формы живых существ, изобретение природой крыльев представило некоторым животным эволюционизироваться в птиц и, следовательно, новые возможности передвижения. Но, при получении новых возможностей, выполнять свои главные жизненные обязанности – способность к размножению и передаче наследственных факторов у них остались. Во Вселенной имеется огромный резерв для осуществления различных неиспользованных комбинаций, которые ещё не были подвергнуты отбору. А это означает, что есть возможности иметь доступ к новым источникам свободной энергии, которая продолжит поддерживать систему в неравновесном состоянии, не допуская её перехода в состояние равновесия. И это позволяет системе неограниченно изобретать новые принципы отбора, и эта функция может быть применена к эволюционным процессам новых сложных природных систем. Процессы, протекающие в сложных природных системах - перекрываемые и взаимозависимы, например, живая материя не может возникнуть без минералов, минералы, в свою очередь, не могут сформироваться без нуклеосинтеза, создающего химические элементы путём реакций ядерного синтеза. То есть, протекающие процессы в неживых и живых сложных природных системах не являются абсолютно раздельным процессом , а, скорее, это взаимопроникаемые и взаимно поддерживающие эволюционные процессы. Таким образом, функция отбора, основанная на статической устойчивости Вселенной, функция динамической устойчивости систем и их составляющих, и функция генерации новизны являются, по мнению авторов нового подхода к формированию универсального Закона эволюции Вселенной, универсальными функциями, способствующие возникновению новых сложных природных систем. Вселенная наполнена сложными развивающимися системами, и для каждой из известных, уже существуют разработанные в разное время учёными собственные теории эволюционных процессов, в результате которых эти системы сформировались. Отсутствие единого универсального закона эволюционных процессов для сложных развивающихся систем Вселенной, согласно предположения авторов предложенной конструкции, произошло из– за доминирования дарвинского «ложного приравнивания биологического естественного отбора к «эволюции» в целом». Предложенная авторами концепция увязывает в единое целое эволюцию живой и неживой природы и, вероятно, может быть рассмотрена соответствующими специалистами в качестве основы для формирования универсального Закона эволюции живых и неживых развивающихся систем Вселенной. Нужно заметить, что авторами предложенной концепции делается упор на взаимосвязи между неживыми и живыми сложными природными системами Вселенной, такой же взаимосвязи посвящены гипотезы и теории, идущие ещё от философов Древнего мира и разработанные ведущими учёными уже современного мира. Научная мысль находится в постоянном развитии на протяжения всей истории человечества. В первой половине прошлого века, двумя выдающимися учёными, профессором Лондонского Университета, учеником А. Эйнштейна Дэвидом Бомом и, одним из ведущих специалистов в области квантовой физики, нейрофизиологом Карлом Прибрамом, были, независимо друг от друга, разработаны гипотезы о голографическом строении Вселенной и строении мозга на принципах голографии. Обе эти гипотезы уже стали одними из ведущих направлений современной науки, приведших к раскрытию тайн нашего мозга и, конкретно, к теории о наличии тесной взаимосвязи между живой и неживой материях Вселенной. Сначала Дэвид Бом предположил, что вся живая и неживая природа основана на скрытом (импликативном) и раскрытом (экспликативном) порядках. И все формы существующей материи – скрытые и раскрытые, им рассматривались как результат бесконечного свёртывания и развёртывания между этими двумя порядками . Всё из чего состоит Вселенная представляет собой непрерывно распределённую реальность, в которой всё что скрыто и раскрыто ( живая и неживая природа) сливаются друг с другом. И разделение Вселенной на живые и неживые сложные системы Природы не имеет никакого смысла. Все объекты природы, от микро, до макрообъектов, в зависимости от своей сложности могут обладать той, или иной степенью сознания. Сознание – более тонкая форма материи, а основа для взаимодействия этой формы материи с элементарными частицами, по его убеждению, лежит на не воспринимаемым нами уровне реальности, а в более скрытом ( импликативном ) порядке. Сознание присутствует и там, где материя свёртывается в виде волновых структур и там, где материя разворачивается в видимое изображение. И там, где на объектах Вселенной созданы необходимые и достаточные условия, жизнь ( и сознание) из скрытой формы переходит в раскрытую форму существования и, наоборот, если не существует достаточных условий, материя находится в нераскрытом состоянии. И каждый из живых и неживых объектов Вселенной содержат в себе в свёрнутом виде всю Вселенную, точно так же, как даже самый мельчайший кусочек голограммы (пиксель голограммы) содержит в себе изображение всей голограммы, со всеми изображёнными в ней объектами, в виде интерференционного волнового отображения. Так же, все живые и неживые объекты несут своё отображение в виде волновых структур Вселенной, изначально взаимосвязаны и представляют собой единое природное целое. Например, в молекуле ДНК заключена вся наследственная информация и информации о половых признаках биологических и растительных объектов природы (скрытая форма материи жизни). После того, как плод начинает развиваться в чреве матери, или семя растения оказывается в почве, и при нормальной температуре и влажности начинает прорастать, скрытая форма материи переходит в её открытую форму. Следующий пример - вся информация об окружающем нас мире, поступает в наш орган зрения в виде волнового сдвига фаз электромагнитного поля светового потока и на сетчатой оболочке глаза эта информация представлена в виде голограммы ( скрытой форме) материи. После её переработки внутри структур органа зрения, эта информация накапливается в памяти, сознании и подсознании мозга в виде реальных материальных образов окружающего мира (раскрытая форма) материи. Занимаясь исследованиями природы памяти и сознания, один из ведущих специалистов в области квантовой физики, нейрофизиолог Карл Прибрам, в результате проведённого множества экспериментов на животных, пришёл к таким же выводам, к которым пришёл Девид Бом. Сначала, экспериментально он определил, что конкретная память не локализуется в каком – то конкретном участке мозга, а распределена по всему мозгу и представляет собой единое целое. Далее, он пришёл к пониманию, что мозг работает на принципе голографии. Учёный экспериментально доказал, вся информация об окружающем нас мире, поступает в наш орган зрения в виде волнового сдвига фаз электромагнитного поля светового потока и на сетчатой оболочке глаза эта информация представлена в виде голограммы ( скрытой форме) материи. После её переработки внутри структур органа зрения, эта информация накапливается в памяти, сознании и подсознании мозга в виде реальных материальных образов окружающего мира (раскрытая форма) материи. Таким же образом, посредством звуковых колебаний (звуковых волн, представляющих неживую материю) через окружающую среду и органы слуха, в наш мозг поступает и звуковая информация, и так же откладывается в мозговых структурах в виде памяти, сознания и подсознания. И, услышав голос знакомого человека, наша память сразу же зримо представляет нам его зрительный образ, даже если этого человека нет рядом с нами. В этих примерах чётко просматривается тесная взаимосвязь между информационными составляющими живой и неживой материй. Так, благодаря гипотезе, предложенной Девидом Бомом и результатам, полученным при проведении множества экспериментов Карлом Прибрамом, научная гипотеза о том, что объекты живой и неживой материи неразрывно связанны между собой и не имеет никакого смысла их разделять, стала экспериментально подтверждённой научной теорией. О том, что живая и неживая формы материи тесно взаимосвязаны и представляют единое целое, доказывали ещё философы античности, такие как Платон, Эмпидокл, поэт и философ Гомер и другие. Они считали Вселенную живым организмом, обладающим сознанием и разумно управляющим всеми процессами, в ней происходящими. К таким же выводам пришли такие крупные учёные эпохи Возрождения, как Джордано Бруно, Томазо Коммпанелла и другие, и, благодаря им, уже в те времена определилось научное направление, получившее название «панпсихоз» ( пан – душа, психоз – сознание). И это научное течение, уже в первой половине прошлого века, особенно после полученных результатов проведённых экспериментов Карлом Прибрамом, стало научной теорией нашего времени. Такие выдающиеся учёные как академик В. И. Вернадский, К. Э. Циолковский , А. Чижевский, Н. Рерих в России,, а на Западе, выдающийся учёные Н. Тесла, Дэвид Бом, Карл Прибрам , нобелевский лауреат физик Роджер Перноуз и многие другие, внесли весомый вклад в развитие этого научного направления. Константин Эдуардович Циалковский писал, что во Вселенной всё живо, вплоть до атома, а В. И. Вернадский, в своих многочисленных научных трудах неоднократно отмечал, что во Вселенной вся природа едина, как всё живое «Человек, биосфера, земная кора, Земля, Солнечная система, её галаксия (мировой океан Солнца) являются естественными телами, неразрывно связанными между собой». Подобные высказывания и даже доказательства приведены в работах других учёных, поддерживающих это научное направление. Наша Вселенная чрезвычайно сложная система, наполненная миллиардами миллиардов сложными космическими объектами и элементарными образованиями микромира. И факт того, что космические объекты макромира и элементарные образования микромира представляют собой неразрывную взаимосвязь неживой и живой материй полностью нашёл своё подтверждение и в результатах исследований итальянских учёных. 16 ноября 2020 года в международном рецензионном журнале « Границы физики» (Frontiers of physics ) была опубликована объёмная статья итальянского астрофизика Франко Вицца и итальянского нейрохирурга Альберто Фелетти под названием « Количественное сравнение нейронной сети и космической паутины» ( The Quantitative Comparison Between the Neuronal Network and the Cosmic Web ). Статья, в которой авторы, используя фотографии объектов Вселенной, полученные от космических телескопов и уже изученные структуры нейронных связей человеческого мозга, описали результаты огромной исследовательской работы, проведённой ими. Проведя тщательный анализ результатов исследования, учёные получили и опубликовали сравнительные характеристики этих, казалось бы несоизмеримых структур. Они выявили общие уровни согласования структурных параметров разных сетей. Согласно результатам исследования учёных, такие уровни согласования дают возможность предполагать, что взаимосвязь внутри этих рассматриваемых сетей выстраивалась на аналогичных физических принципах, не смотря на очевидную разницу между действующими физическими силами, то есть эти обе структуры наделены одинаковыми функциями. И человеческий мозг, вероятностно является аналогом вселенской «паутины». А такой вывод может означать, что вселенские структуры могут обладать одновременно параметрами живой и неживой материи. Вывод, полностью подтверждающий гипотезу Девида Бома о том, что разделение Вселенной на живые и неживые объекты не имеет никакого смысла. И более того, наш мозг, а, следовательно, наш разум и сознание, могут являться зеркальным отражением более совершенного сознания и разума, которыми обладает наша Вселенная. И здесь уже не идёт речь о теологической конструкции в виде Бога Отца, Сына и Божьего Духа, ( или близких теологических конструкциях), здесь идёт речь о том, что все процессы, протекающие во Вселенной, в том числе и процессы эволюции, управляются сознанием и разумом самой Вселенной. В этом сложном и исключительно многообразном мире нашей Вселенной, констатация учёными аргументированных фактов того, что живая и неживая материи представляют собой неразрывное единое целое , является весомым аргументом в пользу разработки единого универсального Закона эволюции материи Вселенной. Клещевич Валерий Александрович. г. Харьков. Сентябрь – ноябрь 2023 года.
Оценили 0 человек
0 кармы