Введение
В предыдущей публикации «Мыслящая материя» не были оговорены условия ее существования считалось, что для читателя это достаточно очевидно. Здесь эти условия будут рассмотрены.
Необходимое условие существования мыслящей материи — она должна быть обособленной некими границами от остальной и в их пределах быть живой материей со всеми ее атрибутами, а достаточными условиями — примем наличие в пределах такой обособленности границами некоего органа (мозга) и в нем механизмов создания и восприятия мыслей. Например, в к\ф «Солярис» такой материей был Океан. Если необходимое условие воспринимается более‑менее очевидным, то с достаточными все несколько сложнее (например, для умалишенных).
Не определялся и сам объект «мысль, мышление» в предположении, что на бытовом уровне он понимается большинством читателей одинаково. На память приходят дебаты по поводу публикации о сознании человека. До сих пор я с благодарностью вспоминаю некоторые комментарии, расширившие мое представление о теме. В представляемой сейчас статье я не буду говорить о достаточных условиях существования «мыслящей материи», а ограничусь одним необходимым.
Современное определение для землян: «Жизнь — это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии».
Как материя (не вся) стала живой? Она ведь почти того же состава, что и вся остальная. Ответ на вопрос предполагает глубокое серьезное исследование, построения теории возникновения живого из неживого. Так оно и получилось в итоге. Но собственные размышления над ответом и знакомство с научными толкованиями темы во многом не устраивали меня. Живая материя иначе организована, чем неживая. Дело в ее особой организации. Вопросы о жизни никогда не были простыми и легкими, но время от времени возникают в публикациях и активно обсуждаются. Вот об условиях и процессах организации элементов материи, приводящей к такому явлению как Жизнь, речь и пойдет дальше.
Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения на излагаемый материал после краткого панорамного ее рассмотрения.
Предыстория возникновения живой материи
Согласно современным теориям и моделям, жизнь на Земле возникла около 4,1–3,8 млрд лет назад, при том, что сама планета сформировалась примерно 4,5 миллиарда лет назад. Самым древним найденным окаменелостям живых организмов, по оценкам экспертов, около 3,5 миллиардов лет. Виду Homo Sapiens (человек разумный) насчитывается всего 200 тысяч лет.
Разумно предположить, что природа не имела цели — создание живой материи. То, что получилась жизнь, произошло случайно. Случайно комбинировались ресурсы — наборы химических элементов, случайно возникали условия, благоприятствующие протеканию химических реакций.
Это повторялось на временном интервале в миллиарды лет с некоторыми изменениямии в сериях повторений. Если главной особенностью жизни считать самопроизводимость, повторяемость, то в природе имеются аналогии. Это кристаллы. Они зарождаются в растворах при снижении температуры tС на крупинках затравки. Растут пока есть из чего расти. Пример Н2О.
В Антарктиде эти кристаллы занимают площадь многих км2 и достигают километровых высот. Источником служат атмосферные осадки. Кстати, теория кристаллов знает о них практически все, благодаря большому вкладу ученых и нашего отечества Е.С. Фёдоров, А.В.Шубников, Б.Н. Делоне и др.
В некотором смысле Е.С. Федоров завершил построение здания классической кристаллографии. Работы по структуре и симметрии кристаллов завершились классическим трудом «Симметрия правильных систем фигур». В нём приведён первый вывод 230 пространственных групп симметрии
Более ста лет назад практически во всех странах люди как норму принимали точку зрения божественного сотворения мира и человека. В ноябре 1859 года эта позиция была поколеблена работой Чарльза Дарвина «Происхождение видов», в которой он выдвинул гипотезу об общем предке всего живого на Земле (LUCA).
Известны две основные теории возникновения жизни на Земле.
Первая теория — абиогенная. Суть ее в том, что сложные органические соединения — «кирпичики жизни», центральное место среди которых занимают аминокислоты, — образовались из неорганических веществ непосредственно на нашей планете в результате пребиотических реакций. Все мы, — включая грибы, бактерий и каких‑нибудь экстремофилов из глубин океана — родственники.
Биологические молекулы (органика) — это сахара, жиры, белки и нуклеиновые кислоты вроде «дезоксирибонуклеиновой кислоты», или ДНК. Стэнли Миллер пытался лабораторными опытами сделать органику (материал жизни) из неорганики и ему это удалось в 1953 году.
Впервые это предположение (гипотезу) высказал в 1922-м российский биолог Александр Опарин. Необходимо было для подтверждения правильности гипотезы получить в опытах биологические, органические вещества (образцы) из неорганических, либо обнаружить в природе подобные реакции. В середине 1950-х американские биохимики Стэнли Миллер и Гарольд Юри подтвердили гипотезу экспериментально, получив аминокислоты из простейших соединений — таких как вода, аммиак, угарный газ и метан.
Для этого в лаборатории воссоздавали условия ранней Земли: нагревали «первичный бульон» до кипения, пропускали пар через колбу, в которую вставлены электроды для моделирования грозовых разрядов атмосферы, а затем охлаждали. На этом результате не была поставлена точка. Гипотеза о первичном бульоне продолжала подвергаться критике, мол состав атмосферы тогда был другим.
В 2008 году гипотеза подтверждается повторным экспериментом Гарольда Юри и Стэнли Миллера. Ученые смогли воссоздать практически те же условия, которые, как установила наука, существовали на поверхности нашей планеты до зарождения жизни. Через смесь молекулярного водорода, угарного газа и метана пропустили небольшие электрические разряды, ультрафиолетовые лучи, и получили сложные органические вещества.
А в марте 2015 года, ученые Кембриджского университета во главе с Джоном Сазерлендом показали, что все типы «молекул жизни», в том числе РНК, белки, жиры и углеводы, можно получить в ходе подобных реакций, в которых будут участвовать простые неорганические соединения углерода, сероводород, соли металлов и фосфаты.
Следует учитывать, что на Земле могли возникать пространственные области (места), где выполнялись условия, способствующие протеканию нужных химических реакций, содержащие наборы нужных реактивов в достаточных количествах.
Вторая теория называется «панспермия». Ее сторонники утверждают, что жизнь пришла на Землю из космоса. Эту идею, высказанную еще в XIX веке, долгое время считали антинаучной. Но потом оказалось, что космос наполнен «кирпичиками жизни». Спектры сложных органических молекул присутствуют в межзвездном пространстве. В составе комет есть соли аммония и другие соединения, которые могут привести к образованию мочевины, аминокислот и нуклеотидов. А в метеоритах — полный набор азотистых оснований, необходимых для ДНК и РНК. Сторонники идеи панспермии убеждены, что на Землю первые микроорганизмы были принесены из космоса.
Со временем появились и другие взгляды на появление Жизни. Начинается большинство теорий и построение моделей объектов с выдвижения гипотез, перечисления допущений, предположений, ограничений и т. п. В естественных науках расчеты теории, выводы должны подкрепляться опытами, результаты которых совпадают с теорией. Главным требованием научного подхода к опытам (экспериментам) является их повторяемость другими исследователями. Разумеется, условия проведения эксперимента и результаты должны совпадать с заявленными.
На память приходит пример: Пастер работал с вибрионом холеры и заражал вибрионом курицу. Желающим убедиться в правоте выводов, повторить опыт Пастера не удавалось. Град критики посыпался на Пастера. Дело в том, что вибрион погибает при температуре 40°С, а тело курицы имеет как раз такую температуру. Но Пастер был хорошо образован, перед прививкой он охлаждал курицу, опуская ее на время в таз с холодной водой, а когда вибрион попадал в кровь курицы живым, он уже не погибал.
Науке было известно с 1665 (открытие Р. Гуком клетки), что все живое связано с клетками, как это произошло никто долгое время не знал и не мог объяснить. Явление жизнь на нашей планете насчитывает миллиарды лет. Сразу после того, как Земля остыла до приемлемого уровня, в химических реакциях синтезировались сложные вещества неживая природа продолжала комбинировать с веществом, соединяя его элементы (атомы, молекулы), в различных средах в воздухе, на поверхности суши и океанов, под их поверхностью.
Температурный распад веществ замедлился и где‑то прекратился вообще, вода перестала превращаться в пар. Другие условия планеты также благоприятствовали возникновению элементов органики. Человек убедился в этом в 1828, когда немецкий химик Ф. Вёлер получил мочевину из цианата аммония. Природа не останавливалась, продолжала синтезировать вещества, которые со временем развивались, усложнялись и некоторые стали (научились) самособираться и даже самовоспроизводиться. Почти через сто с лишним лет поставили другой опыт (Г. Юри и С. Миллер), подтверждающий гипотезу А. Опарина и Дж. Холдейна. В 1953 были получены 5 аминокислот, а в 2008 опыт с уточненными исходными веществами повторен и были получены 22 аминокислоты. Рассмотрение явления эволюции жизни на Земле отложим на потом, не будем спешить.
Пока займемся цепочкой молекула — клетка — ткань — орган — организм. В роли организма каждый может представить себя, особенно, если посмотрит в зеркало, а еще лучше, если начнет задавать вопросы Гуглу и знакомиться и разбираться с ответами. Современный взгляд на органический мир иллюстрируется рисунком 2 и следующей за ним таблицей.
Когда речь заходит о жизни на Земле, то чаще всего выделяют восемь основных структурных уровней и называют свойства живого:
В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня. Для жизни основным является клеточный уровень. Подробное дерево предков на рис. 3. После́дний универса́льный о́бщий пре́док (англ. last universal common ancestor, LUCA, или last universal ancestor, LUA) — последняя популяция организмов, от которой произошли все организмы, ныне живущие на Земле. Таким образом, LUCA является общим предком всей жизни на Земле.
Предпосылки для рассмотрения явления «жизнь», разработки теории и моделирования ее возникновения и мало известные (новые) имена первопроходцев
1828 Ф. Вёлер получил мочевину из цианата аммония
1861 Ч. Дарвин показал, что живое произошло от одного общего предка
1924 А. Опарин «Происхождение жизни»
1929 Холдейн Дж созвучные идеи с работами А. Опарина
1934 Юри Гарольд опыт получения органики из неорганики
1949–1953 Крик и Уотсон показали, что молекула ДНК — двойная спираль
1952 А. Херши, М. Чейз Института Карнеги в Вашингтоне, гены — это ДНК
1953 С. Миллер, Дж. Сазерленд Опыт получения органики из неорганики
1961 Митчел идея АТФ для энергетики клетки
1968 Лесли Оргел. Первая жизнь имела лишь РНК без белков или ДНК,
1978 Митчелл открытие механизма синтеза АТФ, Нобел. пр. по химии
981 Корлисс открытие гидротермальных источников (жерла)
1981 Гюнтер Вахтершаузер открытие энергетического цикла
1982 Джек Шостак из Гарвардской школы медицины. Нобел. премия.
1982 Томас Чех обнаружил у РНК свойство фермента (ножниц)
1986 У. Гилберт из Гарвардского ун‑та Кембридж, термальные источники
1986 Феррис Д. показал, что монтмориллонит может быть катализатором
1987 Оргел открыл явление РНК добавляет нуклеотиды в цепочку
1990 Томас Стейц изучение рибосомы (Нобелевская премия 2009)
1991 Питер Нильсен Копенг.предложил искусственную ПНК подобную ДНК
1993 Рассел объединил метаболические циклы и термальные источники
2000Дебора Келли Вашингтонского ун‑т обнаружила щелочные источники.
2000 А.Эшенмозер создал треозо‑нуклеиновую кислоту (ТНК), др. сахаром
2001 Шостак, Луизи новый единый подход изучению возникновения жизни
2001 Дэвид Бартель Массачусетского техн. Кембридж. РНК‑ фермент R18
2005 Эрик Меггес создние гликолевой нуклеиновой кислоты, способной спирализоваться
2009 Т Стейц исследования структуры и функции рибосомы, Нобел. пр.
2009 Д. Джойс, Т. Линкольн из Ин‑т Скриппса в Ла‑Хойя, Калифорния.
2009 Шостак, Чжу деление многослойной протоклетки подобной луковице
2011 Филипп Холлигер получил tC19Z, который копировал РНК не 100%
2013 Шостак добавкой цитрата защитил оболочку, а РНК стала копироваться
2015 — Сазерленд получил два нуклеотида РНК в реакциях с ацетиленом
2017 — открыты природные метаболические циклы
В 1950-е ученые думали, что белки являются генами жизни. В 1952 Альфред Херши и Марта Чейз из Института Карнеги в Вашингтоне поставили опыт: вирусы заражают бактерию чтобы воспроизводиться. Выяснилось, что в бактерию проникает только вирусная ДНК, а все белки остались снаружи. Очевидно, ДНК и была генетическим материалом вируса.
В 1953 году Крик и Уотсон (без Розалинды Франклин) опубликовали статью о структуре ДНК в Nature. ДНК — это винтовая «лесенка» из молекул нуклеотидов или «застежка молния» при делении клеток.
Рибосома есть в каждой живой клетке. В ней считываются инструкции РНК и выстраиваются аминокислоты, чтобы синтезировать белки. РНК является каталитическим ядром рибосомы.
В 2009 году Томас Стейц получил Нобелевскую премию за исследования структуры и функции рибосомы
Новые направления и подходы исследования возникновения жизни на Земле
Следует заметить, что взгляды сторонников различных подходов едины в весьма узком понимании жизни, навеянным тем, что они видят непосредственно вокруг себя. В этом проявляется определенная ограниченность всех рассматриваемых подходов. В основу жизни кладется клетка и все исследование далее происходит вокруг нее. Более того, клетка не считается вечной (следовательно, должна как‑то воспроизводиться), размножаться.
Бессмертной клетке воспроизводство и размножение не требуется. Клетка пространственно ограничивает все необходимые ей ресурсы и процессы (метаболизм, гомеостаз и др.) — это лишь одна из возможностей. Обладать некоторыми свойствами живого могут не только клетки. Для создания живого объекта набор неорганических веществ формируется не слишком обширным, чтобы не стать бесполезным, и не слишком простым, чтобы не усекались возможности. Живые организмы Земли получились не в меру сложными, природе не всегда удавалось находить оптимальные решения. Если что‑то получалось и работало, то цели совершенствовать, оптимизировать у природы не стояло. Работал естественный отбор, сохраняя более адаптированные к условиям существования образцы.
Появлялись и развивались новые подходы к изучению возникновения жизни не на строгой научной основе необходимых и достаточных условий. Во всех подходах назывались и ставились во главу угла только необходимые условия, а о достаточных даже не упоминалось. Если о них и говорили, то это были критики подхода оппоненты, а их замечания напрочь отвергались. Ученые разделились на три школы направления мысли, размышляя об истоках жизни: «мир РНК», Метаболизм и компартментализация (вначале клетка). Отдельно каждое направление будет рассмотрено в следующей статье «КЛЕТКА II, теории возникновения жизни».
Заключение
Органическая материя возникает из неорганической. Атомы вещества те же самые, но организованы в объектах иначе.
Приведены авторские замечания по поводу предположений, допущений, гипотез в теоретических построениях и моделировании явлений, подтверждающих высказываемые положения.
почему все теоретические построения связываются с клеткой (жизнь ведь может быть и бесклеточной)
клетка сразу предполагается с конечным временем жизни (смертной) и отсюда требование ее воспроизводства и размножения
выбор исходных реагентов для первичных химических реакций диктуется наблюдениями за земной жизнью (весьма жесткое ограничение)
поиски механизмов получения энергии, информации копируют аналоги жизни на Земле
шкала (иерархия) уровней строится на концепции многоклеточных существ
Основные научные события и факты в хронологическом порядке, связанные с именами первопроходцев, изучающих возникновение живой материи на Земле.
Приведены схема, таблица и древо разнообразия живых организмов Земли, отражающие современные научные взгляды на жизнь.
Литература
Ахундова Э.М, Салаева С.Д. Генетика: вопросы и ответы.– Баку, 2019.– 381 с.
Бауэр Э.С. Теоретическая биология. - СПб.: Росток, 2002. -350 с.
Бор Н. Атомная физика и человеческое познание.-М.: Иностранная литература, 1961. -151 с.
Вилли К., Детье В. Биология. -М.: Мир, 1974. -824 с
Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. -СПб.: Наука, 1991.-539 с.
Коштоянц Х.С. Основы сравнительной физиологии. М.АНСССР, 1957.-635с.
Медников Б.М. Аксиомы биологии. - М.: Знание, 1982. -136 с.
Шрёдингер Э.Что такое жизнь с точки зрения физика.М.:Атомиздат,1972.-88с.
Энгельс Ф. Диалектика природы. Л.: Государственное издательство политической литературы,1952.-328 с.
Гринев В.В. Генетика человека. – Минск: БГУ, 2006. – 131 с.
Гусейнова Н.Т. Цитология: Учебник. – Баку, 2018. – 224 с.
Курчанов Н.А. Генетика человека с основами общей генетики: Учебное пособие. – СПб.: СпецЛит, 2005. – 185 с.
Стволинская Н.С. Цитология / Н.С.Стволинская.–М.:Прометей, 2012.– 208 с.
Цаценко Л.В., Бойко Ю.С. Цитология. – Ростов-н/Д: Феникс, 2009. – 186 с.
Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию.–М.:Академкнига, 2004– 495 с.
Ченцов Ю.С. Общая цитология: Учебник. – М.: МГУ, 1984. – 442 с.
Ляпун И.Н., Андрюков Б.Г., Бынина М.П. Культура клеток HeLa: бессмертное наследие Генриетты Лакс. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2019;37(4):151- 157. https://doi.org/10.17116/molgen201937041
Гусейнова Н.Т., Мамедова Р.Ф. Клетка – основа жизни на земле // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. 2019. № 11 (65). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/8094 (дата обращения: 09.05.2023).
Комментарии (31)
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37Спасибо за статью. Любопытно, что не затронули термодинамическую составляющую жизни, в частности энтропию. Во вселенной самопроизвольно идут процессы с ее увеличением, а явление жизни - обратный процесс. Как-будто поток энтропии пошел вспять. Как это бывает в турбулентных потоках жидкости или газа, когда образуется водоворот и поток в локальных участках идет обратно. Только около звезд такие "водовороты" энтропии существуют миллиарды лет. Если взять эту модель становится понятно, как явление жизни "нарушает" второй закон термодинамики. Вроде Пригожин развивая неравновесную термодинамику подходил к этому вопросу (правда сам не продрался посмотреть, насколько строго обоснованно).
victor_1212
28.06.2023 09:37+1> а явление жизни - обратный процесс
извините не припоминаю аргументов за это, не напомните?
VAE Автор
28.06.2023 09:37+1Энтропия - рассеивание информации, энергии, вещества, устремляя к равномерному распределению их в пространстве, увеличивает неопределенность нашего знания о них в какой-либо точке (области) пространства. Явление жизни - появление организации материальных частиц, их связывания друг с другом в определенных точках (местах, областях) изменяет равномерность распределения, т.е. уменьшает неопределенность или энтропию, противодействует размазыванию.
victor_1212
28.06.2023 09:37+2спасибо, что такое энтропия как раз понятно, даже про эргодическую теорию знакомо, хотелось бы аргументов в пользу того что явление жизни действительно уменьшает энтропию, паровой двигатель тоже при правильном использовании может локально уменьшить энтропию например доставить грузы по назначению, но в целом конечно только увеличивает, т.е. система должна быть определена корректно, не удивлюсь если в случае жизни тоже самое
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37Солнечная энергия преобразует газы CO2 и H2O в сложные энергонасыщенные молекулы типа C6H12O6 (49 кДж/моль). Они потом полимеризуются, используются для синтеза других молекул, тоже ни разу не простых и сложно-организованных, еще кодируют информацию и передают сквозь миллионы и миллиарды лет при помощи так называемого наследования и эволюции. И ладно бы шебуршились в своей луже, еще и атмосферу насытили чистым O2, аж на 21%. Из газообразных окислителей круче него только фтор F2. Нам чтобы столько кислорода из воды получить, это же сколько электричества потратить нужно (читай направленного потока частиц, работы)!
Т.е. летел себе фотон в космос, никого не трогал, убегая от источника увеличивал энтропию. Фигак его поймали, да не просто поймали, а еще его энергию использовали для построения сложно-организованной органической молекулы. Энтропия уменьшилась, энтальпия увеличилась. Да конечно не бесплатно с низким КПД, но энтропия меньше, чем если бы фотон улетел или поглотился камнем (а камень в конце-концов рассыпался в пыль). Листочек с этой молекулой сожрала четвероногая тварь, выросла до размера в пару сотен килограмм еще более сложно-организованной материи. Ее сожрала двуногая тварь, которая еще выдумала и норовит использовать паровой двигатель (будто мало ей уменьшения энтропии, которое до этого случилось).
Так еще все эти листочки, четвероногие, двуногие умудряются умирать без полного разложения до CO2 и H2O и откладывать в геологических масштабах уголь и нефть. Они тоже мягко говоря с ненулевой энтальпией образования. Причем горит это хозяйство весело и непринужденно, т.е. явно с увеличением энтропии: тепло рассеивается, газа дофига пошло блуждать - отсюда наш вид черпает свое могущество, это не тростинки на своем хребте в муравейник тащить. Если бы энтропия не увеличивалась бы: нифига бы вы топливо без дополнительной энергии не заставили гореть. Если интересно погуглите энергию Гиббса, она связывает энтальпию, темперературу, энтропию и позволяет вычислять пойдет процесс самопроизвольно или нет (заранее извиняюсь, если знакомы с этим понятием). А окислитель O2 он ведь не бесплатный, его тоже фотон сделал в купе с фотосинтезом: считайте молекулярным синтезатором с молекулярной же программой (это же сколько энтропии уменьшилось, при ее написании биосферой). Кислороду энергетически выгоднее в H2O или в том же перхлорате сидеть. Попробуйте его самопроизвольно от туда вышибить - не получится, энергия Гиббса этого процесса больше нуля - не пойдет процесс сам.
Двуногие из примера выше преобразуют химическую энергию в поток направленных электронов в промышленном масштабе. Все это на фоне феномена разума, который тут возник в результате работы технологической био-фабрики размером с планету (а это мягко говоря тоже гигантские запасы энергии и информации не улетевшие в трубу, т.е. в космос). Разум с точки зрения высвобождения энтропии вообще уж ересь творить начал: порождает электрические потоки, создает чипы, сети, интернеты, научные исследования, пытается передавать информацию сквозь время другим поколениям и т.п. Напомню, что в начале это не улетевший по назначению фотон, которые тут ловили миллиарды лет и делали всякое на этой дармовой энергии.
victor_1212
28.06.2023 09:37+1спасибо интересно, особенно про двуногих, но если чуть проще вопрос поставить - есть банка петри с питательным раствором как пример системы, развитие бактерий увеличивает энтропию или уменьшает, и если уменьшает, то каким образом?
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37По хорошему считать надо, но, сдается, что скорее всего увеличивает. У нас один однозначный процесс накопления энергии: за счет создания восстановителя (глюкоза и ее полимеры) и окислителя (кислород). Это уменьшение энтропии, или как минимум меньшее ее увеличения. Всех остальных можно рассматривать как паразитов на этой системе. При этом так как паразиты имеют тот же био-код, они видимо стремятся к усложнению и созиданию, а не только к безудержному высвобождению энтропии (одни КПД клеточных систем под 80% поражают воображение, для рукотворных систем 40% за счастье). При этом биосистемы - это направленные потоки движения частиц, т.е. преобразование тепловой энергии в работу. Т.е. энтропия возрастает в любой случае, но во многих локальных участках идут обратные процессы.
Тут можно провести аналогию с третьим законом Ньютона, законом Фарадея, трением, гистерезисом, принципом Ле Шателье-Брауна... т.е. интенсивно воздействуем на систему, а она оказывает сопротивление. Так и с бактериями, вроде сожрали питательный раствор, выделили энергию, освободили CO2, но и расплодили сложной ДНК и клеточных структур по-дороге, поди еще и мутировать успели с закреплением положительных свойств. Сожгли топливо, но и не с таким увеличением энтропии, как если бы оно банально сгорело. Т.е. явление жизни выступает своеобразным "трением" на пути слишком интенсивного увеличения энтропии нашим Солнцем.
victor_1212
28.06.2023 09:37+1супер интересно, надо обдумать, в части аналогий стоит проявить осторожность, возможно они слегка поверхностные, заметим накопление именно химической энергии, если чуть проще, зарядка батарейки может ли снижать энтропию?
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37Да, согласен, тут главное не придти к нарушению закона сохранения )))
зарядка батарейки может ли снижать энтропию?Хм... если будем электричеством заряжать, то нет. Все ж у нас изначально направленный поток заряженных частиц. Мы один порядок перекладывает в другой и не факт, что на выходе хаоса меньше. После перевода этой энергии в химическую связь скорее всего энтропия может увеличиваться (может меньше, чем от короткого замыкания). Особенно, если этот процесс сопровождается выбросом тепла.
С фотосинтезом ситуация такая, что хаотичные фотоны и так бы пропали, а их задействовали. Тут наверное такая аналогия: бъет молния, а мы в ходе этого умудряемся заряжать батарейки, или проводить реакцию N2 + O2 => 2NO2, снижая конечное увеличение энтропии, превращая энергию молнии в работу или энергию химических связей. Энергии в молнии много, она все-равно пропадет, но можно попробовать "украсть немного энтропии". Биосистема систематически этим занимается и такое ощущение, что она против энтропии/хаоса "заточена".
QtRoS
28.06.2023 09:37+1Есть интересное определение:
Жизнь это материя, противодействующая химическому эквилибриуму
Yermack
28.06.2023 09:37+2Как раз недавно начал смотреть цикл лекций по абиогенезу - может кому интересно:
https://www.youtube.com/playlist?list=PL4FBZy5tNTEms_TZwL5CCn9iQbiGgd75A
kauri_39
28.06.2023 09:37+1Разумно предположить, что природа не имела цели — создание живой материи. То, что получилась жизнь, произошло случайно.
"В цистерне, в которой мы ехали, оказался цемент, случайно" (с).
Для разумных предположений лучше анализировать всю эволюцию материи, а не только её биологическую часть. Но даже в биологической части видна закономерность: резкий рост размеров представителей (элементов) каждой новой формы живой материи. Это клетки, многоклеточные организмы, цивилизации.
Такая же закономерность прослеживается и в предыдущей части эволюции. В ходе неё образуются кварки, адроны, атомы, молекулы. Следуя правилам образования известных форм, можно предположить, что следующей формой за цивилизациями будет их единая вселенская система.
И тогда мы, как продолжатели начатой до нас эволюции, вправе спросить — а почему у неё такая цель — создание вселенского разумного организма? Чем он выгоден образующим его цивилизациям? Может, он обеспечит им выживание, когда (и если) нашу Вселенную начнут сдавливать соседние вселенные, расширяющиеся ей навстречу? Ведь и первые цивилизации на Земле тоже обеспечивали выживание образующим их людям — сдерживали агрессию на них дикой природы (с дикими людьми). И у эукариот для образования из них организмов был схожий мотив.
То есть для предположений о наличии или отсутствии цели у любой части эволюции материи нужно иметь хотя бы общие знания обо всех частях эволюции. И об объекте, в котором протекает эволюция — о Вселенной. Интересные вещи могут открыться при их анализе...
KyHTEP
28.06.2023 09:37+1И тогда мы, как продолжатели начатой до нас эволюции, вправе спросить — а почему у неё такая цель — создание вселенского разумного организма?
Он сможет нам ответить на вопрос, как устроена реальность, чтобы мы могли ответить на вопрос "а зачем это все?".
На данный момент однозначно мы ответить не можем, а значит и сыграть самую лучшую партию в этой "игре" не можем.
Создание вселенского разума -> ответ про устройство реальности -> решаем: тушить свет или играть дальше (и то как играть)kauri_39
28.06.2023 09:37Земная наука накопила достаточно знаний об устройстве реальности. Нужно лишь собрать эти знания — по физике, космологии, биологии — в одну картину. Это задача для философов. Возможно, я решил её правильно.
Цивилизации не станут объединяться во вселенскую систему, не представляя, какую выгоду она им даёт. Поэтому они заранее должны знать про устройство реальности — какая опасность их ждёт впереди и как сообща её избежать. Ведь и люди создавали первые цивилизации (города-государства), видя преимущества такой их общественной организации по сравнению с соседними дикими племенами.
KyHTEP
28.06.2023 09:37+2Земная наука накопила достаточно знаний об устройстве реальности.
Это настолько сильное утверждение. Нет, конечно.
Возможно, я решил её правильно.
Нет, не решили. Вы строите концепцию на фундаменте из модели (кварки, адроны и т.д.), которую мы сами и придумали, наблюдая эффекты из опытов. Это модель, но не реальность. До понимания устройства реальности нам еще изучать и изучать. На данный момент у нас есть сильный инструмент для познания - это математика.
Цивилизации не станут объединяться во вселенскую систему, не представляя, какую выгоду она им даёт.
Не понял к чему это.
Я отвечал на вопрос, зачем создавать вселенский разум. Вообще до нас могло и не быть цивилизаций. Это предположение, которое еще нужно как-то обосновать. Но вот зачем нужен сверх-разум понятно уже сейчас. Чтобы ответить на "на вопрос жизни вселенной и всего такого". А зачем отвечать на этот вопрос, чтобы понять в каком направлении развиваться, ну или эволюционировать, эффективнее.
kauri_39
28.06.2023 09:37Само собой, что мы создаём модели реальности — её отражения в нашем сознании. При этом пользуемся научным методом, в котором математика является лишь вспомогательным инструментом. Делать её главным инструментом — наступать на "суперсимметричные грабли" (SUSY).
Мой пятимерный мультиверс создаётся в соответствии с научным методом:
- Принимаем две аксиомы — множественности цивилизаций и множественности вселенных.
- Анализируем эволюцию материи от кварков до цивилизаций и выводим гипотетический общий закон эволюции.
- Предполагаем новое частное — 8-ю форму материи — разумную вселенную (вселенскую систему цивилизаций с мгновенным внутренним и внешним обменом информацией).
- Выводим 5-мерный мультиверс, в котором из вселенных одного масштаба пространства-времени образуются вселенные следующего масштаба — кванты их пространства (вакуума) и кванты их материи (фотоны).
- Делаем предсказания по поведению разумных вселенных, выступающих в роли фотонов во вселенной следующего масштаба, и находим им подтверждения — факты, описанные с помощью ОТО и КТП. Бинго!
Поэтому для меня вопрос о цели эволюции уже решён. Проблема — как донести своё решение до других людей, неравнодушных к таким вопросам. Нужно же как-то готовиться к рождению человечества в Великое Кольцо...
KyHTEP
28.06.2023 09:37+2Само собой, что мы создаём модели реальности — её отражения в нашем сознании. При этом пользуемся научным методом, в котором математика является лишь вспомогательным инструментом. Делать её главным инструментом — наступать на "суперсимметричные грабли" (SUSY).
Но ведь буквально 200 лет назад мы и представить не могли квантовые эффекты. Огромный скачок позволяют делать компьютеры, благодаря вычислительной мощности, о которой раньше и помыслить было нельзя. К примеру, на данный момент есть такой объект как кубит.
Сложность и качество моделей в нашем сознании меняется с ростом наших знаний. И фиксироваться сейчас и говорить, что все понятно - это торопить события.
Научный метод и математика - это разные вещи. Научный метод - про гипотезы и теории. Математика - про взаимосвязи (в данном контексте рассуждений). Логика, являющаяся частью математики, как раз и есть основной инструмент познания. Если что-то нелогично, то вы даже рассматривать не станете, чтобы не тратить время попусту.
По поводу SUSY, это ветка от математики, а не математика, поэтому вывод о граблях на всю математику странен. В физике есть такая концепция как торсионные поля или вечный двигатель, т.е. не все, что генерируется в рамках какой-либо области, есть часть это области. Я вполне могу накидать от балды всяких свойств (коммутативность, ассоциативность и т.д.), вывести свой вид алгебры (рандом-лгебра), только вот она нафиг никому не нужна будет, даже мне )1. Принимаем две аксиомы — множественности цивилизаций и множественности вселенных.
Вот с этой точки уже сразу вопросы. Для аксиом берутся простые концепции. Например: "Причинно-следственная связь есть в каждой точке вселенной". А вы берете сложно-составные объекты, никак не обосновывая, почему именно такая комбинация наиболее вероятна, и дальше делаете надстройку и выводы.
2. Анализируем эволюцию материи от кварков до цивилизаций и выводим гипотетический общий закон эволюции
При этом вас не интересует как и на каких законах работает материя внутри. Вы уже уверены, что текущая физическая модель точно отображает процессы "под капотом", так же вы уже ответили на вопрос зарождения сознания и поэтому готовы вывести общий (пусть и гипотетический) закон эволюции. А есть у вас описание эксперимента, чтобы это закон проверить? Применить интерполяцию и экстраполяцию для проверки работы закона на данных. Эволюция же универсальна, как процесс, так?
3. Предполагаем новое частное — 8-ю форму материи — разумную вселенную
В это фразе есть скрытое утверждение, что наша вселенная фундаментальна. Почему вы сразу отрицаете, что мы, к примеру, результат действия другой реальности? Для этого не обязательно вводить разумную вселенную.
Из аксиом я не вижу, как можно перейти от множественности вселенных к разумной вселенной.4. Выводим 5-мерный мультиверс, в котором из вселенных одного масштаба пространства-времени образуются вселенные следующего масштаба
Это экстраполяция наружу. А как вы описываете экстраполяцию внутрь? Есть конец у масштаба? А конец масштаба наружу? Без этих ограничений, это всего лишь жонглирование рекурсией.
5. Делаем предсказания по поведению разумных вселенных, выступающих в роли фотонов во вселенной следующего масштаба, и находим им подтверждения — факты, описанные с помощью ОТО и КТП. Бинго
Вы слишком сложно описываете, то, что мы результат симуляции ) И, как я писал выше, вы не ограничиваете рекурсию. А внутри разумных вселенных другие разумные? А внутри других следующие? А наружу до какой степени можно матрешку наращивать? А в данный момент времени следующих масштабов сколько, бесконечно?
Поэтому для меня вопрос о цели эволюции уже решён. Проблема — как донести своё решение до других людей, неравнодушных к таким вопросам
Ну вот я не равнодушен и не вижу у вас решения. Я понимаю, что вы пункты не разворачивали, т.к. это займет время и нужна причина его тратить. Но может, раз вы думаете над этим, стоит сделать черновик, который будет со временем расширяться, чтобы можно было копипейстить от туда, когда, такие как я, задают вопросы. Я пока не вижу целостности в ваших выкладках.
P.S.: А у вас 5 пунктов получилось, потому что 5-мерный мультиверс или совпадение? )
kauri_39
28.06.2023 09:37Я очень рад развитию науки, физики и математики, плодами которых пользуюсь для объяснения мира. И даже не против ошибочной струнной теории — как повода для развития той же математики. Возможно, её матаппарат ещё пригодится для расчёта пятимерного мультиверса.
В своих 5 пунктах я показал лишь "вершины айсбергов". И только во втором пункте дал ссылку на "подводную часть" — на вывод общего закона эволюции материи в своей последней статье на Хабре. Такой схематизм облегчает понимание того, что пятимерный мультиверс создаётся в соответствии с научным методом. Это должно привлечь внимание читателей к данной модели мира, к её слагаемым.
Для аксиом берутся простые концепции
Совершенно верно. Имеем земную цивилизацию, зародившуюся около 12 тыс. лет назад, и нашу Вселенную, возникшую около 14 млрд лет назад. Естественный вопрос — это единственные объекты или представители множества им подобных объектов? Опираясь на опыт познания мира, мы должны исключить не только геоцентризм — одна обитаемая Земля на всю Вселенную, но и вселеноцентризм — одна Вселенная, ограниченная во времени и в пространстве, на всё внешнее для неё вечное и бесконечное пространство, в котором она однажды родилась и расширяется (или пульсирует — не важно). Поэтому мы выбираем из единичности и множественности более вероятный вариант — множественность. Это элементарный выбор по методу исключённого третьего. Концепция проще некуда.
А есть у вас описание эксперимента, чтобы этот закон проверить?
Конечно есть. И аксиомы, и общий закон эволюции, и основанный на них пятимерный мультиверс имеют экспериментальное подтверждение. Причём уже давно — до создания данного мультиверса. Из него делаются предсказания, и они подтверждаются на практике (снижение частоты фотонов в гравполе и нелокальная корреляция запутанных фотонов). Это объясняется в комментарии (пункты 4,5,6), с которым вы знакомились. Добавлю, что упомянутые там факты не участвуют в создании мультиверса, что позволяет их использовать в качестве его экспериментального подтверждения.
В это фразе [в предположении 8-й формы материи] есть скрытое утверждение, что наша вселенная фундаментальна. Почему вы сразу отрицаете, что мы, к примеру, результат действия другой реальности?
Здесь ничего не утверждается и не отрицается. Это именно предположение: дедуктивный вывод нового частного из общего правила (закона), который есть индуктивное обобщение предыдущих 6 случаев образования новых форм (из кварков — адроны, из адронов — атомы, из атомов — молекулы, из молекул — клетки, из клеток — организмы, из организмов — цивилизации). Утверждать что-либо можно лишь после подтверждения.
Это экстраполяция наружу. А как вы описываете экстраполяцию внутрь? Есть конец у масштаба?
В прошлом комментарии я не пояснил суть 5-го масштабного измерения (пункты 1-3). Поясняю. Очевидно, что если есть "экстраполяция наружу" — образование из вселенных нашего масштаба пространства-времени вселенных следующего (большего) масштаба, то есть и "экстраполяция вовнутрь" — образование вселенных нашего масштаба из вселенных предыдущего масштаба. Причём "конца масштаба" не существует, поскольку понятия вечности и бесконечности не ограничивают по времени процессы образования вселенных одного масштаба из вселенных предыдущего масштаба. И не ограничивают размеры образующихся вселенных. Бесчисленные масштабы бесчисленных вселенных и составляют 5-е масштабное измерение. Эта "матрёшка" бесконечна "наружу" и "вовнутрь", и какой в ней масштаб нашей Вселенной — неизвестно.
Вы слишком сложно описываете, то, что мы результат симуляции.
Мы результат эволюции, а не симуляции. Теперь это можно утверждать с полным основанием, если уважать научный метод. И наши потомки будут участвовать в "творении всего нового" в пределах "нового неба и новой земли" — в организации такой же эволюции материи во вселенной следующего масштаба.
Если получится, то напишу две статьи на Хабр: "Определяем природу гравитации" и о пятимерном мультиверсе. В них всё разложу по полочкам, а пока пишу о том же в комментариях, кратко, рискуя посеять непонимание. А вдруг с новыми публикациями не получится...
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37+2На данный момент у нас есть сильный инструмент для познания - это математика.
А я бы еще усилил ваше тезис про скептичность в отношении накопления научных данных и моделей. Нужно еще посмотреть откуда мы эту математику берем. Гильберт свои проблемы ставил в предположении, что математика абсолютна. А Гедель, Тьюринг и Черч показали, что люди и их математика ограничены: нельзя математику вывести строго из математики.
У меня давно подозрение, что математика у людей рождается, как отражение процессов головного мозга и нам доступно ровно столько математики, сколько нужно для функционирования нашего тела. Это скорее всего дофига, но меньше, чем вся вселенная. Если эта гипотеза окажется верной, тогда вообще все очень грустно в плане даже бесконечного познания вселенной.
eton65
28.06.2023 09:37У меня давно подозрение, что математика у людей рождается, как отражение процессов головного мозга и нам доступно ровно столько математики, сколько нужно для функционирования нашего тела
А разве математика не превосходит в чем-то реальный мир — бесконечно большие идеально ровные прямые и бесконечно малые точки? Так что я тут оптимист)
KyHTEP
28.06.2023 09:37+1нельзя математику вывести строго из математики
Логично. Нужен какой старт. И он - причинно-следственная связь. Без веры в то, что это фундаментальный закон нашей реальности, математику не вывести.
У меня давно подозрение, что математика у людей рождается, как отражение процессов головного мозга
А работа процессов головного мозга основана на принципах устройства нашей вселенной, а математика как раз язык для описания этих процессов. Условно, если бы мы создали вселенную на базе каких-то правил, то разумное в этой вселенной эти правила обнаружило бы просто через элементарные наблюдения. Другой вопрос, в качестве и точности наблюдений и расчетов ) Компьютеры нам в этом очень сильно помогают скоростью расчетов. И это только начало )
Это скорее всего дофига, но меньше, чем вся вселенная.
А для этого нужно супер-сознание. И нам не нужно познать сразу всю вселенную. Нам же нужен фундаментальный принцип ее работы. Разве локализации в рамках галактики не достаточно для исследований? Ну уничтожим мы случайно галактику где-нибудь подальше от нас, ничего страшного, вселенная еще "нарожает" )
uranik
28.06.2023 09:37"Органическая материя возникает из неорганической." А почему тогда прогресс по созданию искусственных клеток не виден, как с термоядерным реактором десятилетиями топчутся.
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37+1Ну вы замахнулись... нашему виду 100 000 лет, нашим технологиям нет даже 50 000 лет, а теми, которыми мы гордимся - 2 000. А вы хотите тягаться с технологиями возрастом в 5 000 000 000 лет, которые еще и нас самих создали? Мы для таких сложных вещей до сих пор находимся на уровне обезьян, думающих об еде, размножении и доминировании. Если термоядерный реактор мы хотя бы представляем как делать, то на клеточном уровне пока еще только рот от удивления открываем и языком цокаем. Нам до молекулярных технологий еще очень далеко, с нано то разобраться не можем. Приходите через миллиард лет.
eton65
28.06.2023 09:37+1Ну то есть мы пока не знаем, что такое жизнь.
igorsimdyanov
28.06.2023 09:37За научное сообщество не скажу, про себя могу подтвердить - не знаю, не понимаю, что такое жизнь, а тем более разум. И поэтому очень интересно покопаться в этом.
Вот что точно могу сказать, мы пока не можем воспроизвести технологии, на которых построена жизнь. Готовое использовать худо-бедно научились, а до проектирования и создания своего очень далеко.
KyHTEP
28.06.2023 09:37+1Чтобы ответить, что такое жизнь, нужно сначала раскрыть термин "жизнь". Что входит в этот термин в данном контексте? Тут важно не попасть в рекурсию.
P.S.: для меня этот термин скорее эмоциональный, а не математический, но, возможно, я не встречал добротной формулировкиeton65
28.06.2023 09:37+1Чтобы ответить, что такое жизнь, нужно сначала раскрыть термин "жизнь".
Вот именно!
sturex
Что же это за дерево решений такое? И что оно решает?
VAE Автор
Не совсем уверен в правильности понимания вопроса, но рискну ответить. Ответвления вне зеленого прямоугольника, где названы проявления (формы) живых организмов планеты Земля, предполагают неземные формы жизни. Общий корень такого дерева должен обозначать понятие "жизнь". Разветвления должны указать на другие миры (планеты), если там жизнь не клеточная и не углеродная. За вопрос спасибо
phenik
Интересно, а где все?) В одной из тем так оценил вероятности. Получилось для возникновения разумной жизни весьма маловероятно, для примитивных форм вполне возможно, что где-то существуют. Хотя, как там и сказано, оценки не достоверны по одному случаю, тем не менее позволяют сориентироваться.