|
|
В.А. Сахно
Аннотация
В центре внимания данной статьи работы ученого Torday J.S. и его соавторов, посвященные проблемам биологии. Главную проблему авторы видят в исходных положениях физиологии клетки и ее эволюции, идущей от Сингулярности/Большого Взрыва. Эти исследования очень значимы для понимания онтологии (как технологии мира).
Содержание
1. Большой Взрыв и начало биологии
2. Двусмысленность эволюционного развития
3. Безмасштабность биологии
4. Терминальное сложение как свидетельство сингулярности
5. Фрактальный взгляд на жизнь
6. Гомологии «низа» и «верха»
7. «Первые принципы физиологии»
8. Заключение
1. Большой Взрыв и начало биологии
Отмечая тот факт, что большая научная компания «геном человека», закончившаяся более 10 лет назад, мало что дала для излечения болезней, авторы сетуют на то, что в отличии от физики и химии, которые стали синонимами понимания «точных наук», биология осталась описательной областью деятельности (везде далее выделено мной – В.С.):
«За последние несколько сотен лет физика и химия превратились в прогностические «точные науки». Вместо этого биологи продолжают накапливать данные наблюдений вместо того, чтобы формулировать основополагающие принципы. Чтобы решить эту проблему, была сформулирована «Центральная теория биологии», обеспечивающая основу для точек соприкосновения между биологией, физикой и химией. [1]»
Авторы работ рассматривают исходное событие прошлого именно как двойственность типа Сингулярность/Большой Взрыв, наподобие Ч. Дарвина выделяя в этом событии момент постоянства (Сингулярности) и изменчивости (Большого Взрыва). Собственно, тема двойственности проходит тут своим порядком, чаще всего как двусмысленность.
2. Двусмысленность эволюционного развития
Более всего авторы отмечают, что с момента Большого Взрыва, в первую очередь проявились физические законы. Потом химические, а потом уже биологические. Так вот, именно двойственность сильнее всего сказалась на развитии биологического мира:
«Различие между внутренней клеточной негэнтропией и энтропией внешней среды породило двусмысленность, которая подтолкнула организмы к решению проблем, связанных с постоянно меняющейся средой. [1]»
Один из разделов [1] так и называется – «Движущей силой биологии является двусмысленность». Эта двусмысленность идет в параллель с двойственностью эйнштейновской формулы, разделяющая энергию и вещество:
«Столетие назад эйнштейновская формулировка эквивалентности энергии и массы (E=mc2) изменила наше представление о природе, радикально приравняв энергию и материю. Благодаря этому простому уравнению была описана вся гамма существования, что тем более удивительно, что Эйнштейну во сне приснился этот впечатляющий прорыв, когда ему было шестнадцать лет. [1]»
Надо заметить, что между физикой и биологией существовала историческая общность развития, которую обычно называют эволюцией. Только вот для биологии эволюционность более значима чем для физики. Здесь авторы приводят известную фразу Ф.С. Добжанского (1973): «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции».
Отмечают авторы и наличие двойственности природы биологии в свете представлений Дэвида Бома (1980), который полагал, что мир имеет как Явный Порядок, так и Импликативный Порядок:
«Научный метод — это формализованный способ проведения повторяемых и воспроизводимых наблюдений. Такая деятельность имеет решающее значение, если произойдет проницательный переход от нашей оценки Явного Порядка самообмана или рассуждений постфактум о дарвиновской эволюции к Импликативному Порядку, где находится истинное представление о космосе. [1]»
3. Безмасштабность биологии
Авторы отмечают важную особенность биологии – она не имеет масштаба. Имеется ввиду, что в физике всегда можно параметрически выделить условные диапазоны вещественного устройства (например - Сухонос С.И. «Масштабная гармония вселенной»). Биология в этом плане однообразна (но не проста!), поскольку ее информационный механизм связан с принципиально одинаковой структурой ДНК.
По-видимому, причин для такой «узкой» организованности по крайней мере две: специфика химических реакций и необходимость планетарной ниши, которая играет для биологической жизни значимую роль. В частности, среда влияет на организм созданием эпигенетических «меток»:
«Клетки справляются с этим постоянным потоком информации об окружающей среде посредством эпигенетических приспособлений и построения ниш. Именно с помощью этих механизмов организмы создают свою непосредственную среду. Таким образом, клеточные ответы на метаболические потребности и стрессы внешней среды посредством самоорганизующихся самореферентных адаптаций являются сутью эволюционного развития. [1]»
4. Терминальное сложение как свидетельство сингулярности
Под таким названием есть раздел в работе [1]. Имеются ввиду процессы появления филогенетического и эволюционный механизма, который часто называют «терминальным добавлением». «Рельсами» такого добавления служит в обязательном порядке гомология физиологических процессов. Онтологически говоря, добавление уникальной специфики никак не может отменить универсального в организме.
Эволюционное решение таких проблем происходило неоднократно, в частности при выходе живого из воды на сушу. Решалось это разными путями, например, неизменным участием кальция и липидов, дупликацией генов, расширением (и возникновением) эндокринной системы и т.п. Но можно посмотреть на этот процесс с онтологической безусловной точки зрения на простом примере.
Как только в эволюции индивидной деятельности появился организационный труд, так стали возникать и сопряженные домены деятельности. Так, земледелие, за счет освобождение труда, стало провоцировать развитие ремесла, например, по технологии возделывания полей. Это развивало следующий план деятельности по универсализации обработки продукции, например, мельницами.
Суть конкретики здесь не важна, а важна принципиальная рекурсивность в этой доменной структурной организации производства. А именно, человеческая деятельность труда, заполняла каждую «нишу» универсальным сингулярным образом: изделия/деятельность ~ 1 («/» – везде символ диалектического единства), поскольку потребность в изделиях в какой момент «закрывалась». При этом изделия несли в себе уникальность, а деятельность была универсальна. В конечном итоге, создание рынка привило к известному закону спроса и предложения: предложение/спрос ~ 1, как гармоничному динамическому равновесию.
5. Фрактальный взгляд на жизнь
Такую метафору дословно используют авторы. То, что у биологии нет простого (масштабного) усложнения (выше), еще не говорит о том, что сложности нет. Но авторы подчеркивают, что это усложнение несет в себе уже не параметрические константы повторения, а системные (структурно/функциональные).
Т.е. если, как пример, физическая масса существует на уровне таблицы Менделеева, то он и существует на уровне небесных тел, созвездий, галактик. Однако природа живого несет в себе единицу не параметрического, а организационного единства, которые авторы видят, как «первые принципы физиологии» (FPP):
«Существенным принципом биологического развития является его повторяющийся характер во всех масштабах жизни. Это можно сравнить с хорошо известной концепцией повторения фракталов в физических системах, которые, как считается, характеризуют природу. Хотя в физике существует распространенная метафора, согласно которой это явление следует рассматривать упрощенно, как «черепахи на всем пути вниз», биологию следует понимать принципиально иначе. Биологию лучше понимать, как постоянное следование FPP, как постоянное повторение, происходящее из определенного набора элементарных принципов. Начиная с одноклеточных организмов и заканчивая сложной физиологией, FPP определяют структуру и функцию. [1]»
Таким образом, принципы самоподобия, которым привержена эйдетическая онтология, существуют в биологии именно в системном качестве. Если история физической вселенной развивалась синхронно во времени, то биологическая жизнь вносит «ретроградную» цикличность именно в направлении времени. И достигается это путем подчинения вещественно/энергийных процессов кибернетическим принципам на основе информативности.
«... Внешняя среда была сформирована Большим взрывом, который мы теперь знаем, потому что фоновое излучение, называемое красным смещением, исходит из глубокой истории Вселенной. Физиология имитирует внешнюю вселенную, чтобы сформировать свою собственную внутреннюю «вселенную», гомеостаз которой является ее повторяющейся самореферентной, самоорганизующейся структурой.» [1]
Хотя авторы работ, не обращаются к принципу самоподобия напрямую (например, к эйдетическим представлениям), тем не менее они пользуются всем инструментарием самоподобия, подчеркивая приверженность ему:
«В прошлом, когда ученые сталкивались со сложностями науки, некоторые по умолчанию прибегали к мистицизму и метафизике. Но ключ к научному подходу поразительно иной. Например, Менделеев настроил свою версию периодической таблицы, указав атомный номер как «наименьший общий знаменатель». Другие пытались совершить этот подвиг, но не смогли представить организующий принцип, стоящий за элементами. По аналогии, в обзорной статье о клеточно-молекулярном взгляде на эволюцию было высказано предположение, что существуют гомологии между атомом и клеткой, которые обеспечивают объединяющий общий знаменатель. Таким образом, одноклеточная клетка общается со своим окружением, как неодушевленным, так и живым, выполняя видение «Единого», которое видели греческие атомщики, такие как Гераклит и Анаксимандр. [1]»
6. Гомологии «низа» и «верха»
Много места в трудах авторов уделено развитие жизни на уровне триады: прокариот, архей, эукариот. В частности, отмечалось важность развития мембраны эукариот, за счет внедрения холестерина, который придал гибкость и подвижность мембране. Появление цитоскелета у клетки (как принципа) стало гомологом скелета человека. А появление и развитие компартментализации внутри клетки, стало гомологом внешних «устройств» органов.
«Выяснена роль опорных структур клетки. Теперь можно понять, что цитоскелет и его контроль гомеостаза, мейоза и митоза, а также его активное соответствие с мишенью передачи сигналов (TOR) направлены на поддержание и увековечивание равновесия вечной одноклеточной формы. Это можно продуктивно переформулировать. Все аспекты клетки, включая гены, являются инструментами клеточного гомеостаза и репродукции как повторения фундаментальных физических процессов, которые начинаются с Сингулярности. [1]»
«Следовательно, все внутренние органы — легкие, почки, кожа, скелет, мозг и т. д. — вероятно, произошли от плазмалемм одноклеточных организмов, предоставив единый общий гомолог для всех этих органов. Существование физиологических механизмов позвоночных, основанных на функциональных клеточно - молекулярных гомологиях, а не на преобладающих в настоящее время тавтологических историях о физиологических структурах и функциях типа «просто так», больше не будет препятствовать прогрессу в понимании того, «как» и «почему» биология и медицина. [2]»
Очень уместно тут будет вспомнить кибернетический закон необходимого разнообразия, о котором авторы умалчивают, а мы дадим его квинтэссенцию:
«В предельной формулировке: оптимальное управление достигается при условии:
- (1) соответствия разнообразия, управляющего воздействия разнообразию управляемого;
- (2) строгой однозначности управляющего воздействия.»
Этот закон надо рассматривать в части онтогенеза, который не может произойти, если в исходной «клетке» не содержится системная программа для его воплощения.
7. «Первые принципы физиологии»
« ... Начиная с происхождения жизни, основанного на клеточно-молекулярных принципах онтогенеза, применяемых к филогенезу, можно выяснить биологические механизмы успешного преодоления стрессов окружающей среды. Можно правильно утверждать, что первые принципы физиологии — негэнтропия, хемиосмос и гомеостаз — обеспечивают начальные условия для эволюции и гомеостаза, обеспечивая понимание того, как и почему эволюционировали организмы. [1]»
К этим принципам авторы пришли, рассматривая эволюционную организацию живого. И в первую очередь она началась с появления липидных мицелл, которые в водной среды обеспечивают отделение внешней среды от внутренней. Тут необходимо подчеркнуть, что процесс их образования носит характер простого физического упорядочения (никакой самоорганизации тут нет, поскольку в самоорганизации всегда присутствует выбор.).
Именно мембрана и ее «полупроводниковые» свойства (например, «эндо- и экзоцитоз») стали основой биологической жизни, породив, в первую очередь хемиосмос:
«Хемиосмос — биохимический механизм, с помощью которого осуществляется превращение энергии цепи переноса электронов в энергию АТФ. Включает изменение электрохимического потенциала клеточной мембраны.»
С организацией потока энергии в клетку, появляется и возможность поддержания самых простых информационных процессов – негэнтропии:
«Негэнтропия — философский и физический термин, образованный добавлением отрицательной приставки нег- (от лат. negativus — отрицательный) к понятию энтропия, и обозначающий его противоположность. В самом общем смысле противоположен по смыслу энтропии и означает меру упорядоченности и организованности системы или количество имеющейся в системе энергии. Термин иногда используется в физике и математике (теории информации, математической статистике) для обозначения величины, математически противоположной к величине энтропии.»
Идея гомеостаза, в ее простейшем варианте, хорошо известна по термостатам, которую в нашей жизни исполняют обогреватели и кондиционеры. Их задача поддерживать заданную постоянную температуру (Tc), при изменении окружающей температуре (Тv).
«Гомеостаз (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος «одинаковый, подобный» + στάσις «стояние; неподвижность») — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.»
8. Заключение
8.1. Согласно представлениям эйдетической онтологии, началом биологической гармонии служит существование онтологической субстанциональной эйдетической сущности: пассивное/активное, которая в нормативном виде может принимать форму онтологической сингулярности: пассивное/активное ~ 1, по «образу и подобию» эйнштейновской формулы: mc2/E = 1.
В частном рассматриваемом случае простейшего гомеостаза, прототипом которого может служить терморегуляция, «основные принципы физиологии» представляются завязанными в некий «единый узел», который мы символично обозначим следующим образом:
негэнтропия/хемиосмос ~ гомеостаз ~ 1 («/» - символ диалектического единства)
Минимальное содержание механизма гомеостаза, в символическом плане, представляют три функционала: рецептор (негэнтропия), эффектор (хемиосмос), устройство сравнения («/» – диалектическое единство предыдущих). Именно устройство сравнения создает «идеал» регулирования как сингулярность (единичность) по приводимому выше примеру:
Tc /Тv ~ 1.
8.2. То, что за архэ нами была принята формула Эйнштейна в сингулярной форме: mc2/E=1, как (1) для физических, значимых значений энергии, так и (2) для информационных, минимальных (рецепторных) значений энергий [3], позволило построить согласованную «картину мира». В частности, это условие регулятора Tc/Тv ~ 1, соответствует сущности эйдетической логики [4], как эквивалентности:
идентификация – эквивалентность – выбор – структуризация – композиция
В интеллектуальной «картине мира», ее мощь проявляется как когерентное само-согласование «всего со всем» (способ организменности). В таком понимании онтологическая сингулярность, которая является значимым результатом есть «собственное значение» (решение) этого мира, к которому он и стремится во всех случаях. А число, и его сущность единица – это логическая нормативность присущая миру самоподобия, которой мы пользуемся больше всего в практике.
8.3. Авторы связывают наличие гомеостаза с зарождением сознания. И это вносит значительный смысл в эту интеллектуальную сферу, полную неоправданной мистики. Такое понимание полностью соответствует эйдетической онтологии, где сознание – это статус эйдоса, достигаемый эволюционным усложнением [5].
8.4. Пожалуй самой интересной «фишкой» данных трудов, (задевающее человеческое самолюбие), является стремление авторов показать, что в диалектической паре: генотип/фенотип, роль многоклеточности не главная. Многоклеточность – это просто фаза «агентности» в «возвратно-поступательном» движении, когда «клетка» собирает эпигенетические «метки» из окружающей среды (поступательное), для корректировки генома будущего с учетом изменений в прошлом (возвратное):
«Многоклеточное состояние, которое Гоулд и Ричард Левонтин назвали «перемычками», является просто биологическим «зондом» для мониторинга окружающей среды между одноклеточными стадиями, чтобы регистрировать и способствовать адаптивным изменениям. [2]»
В какой-то мере это повторяет идею книги «Эгоистичный ген» Ричард Докинз, что в паре: генотип/фенотип - генотип «главный», а фенотип – это нечто второстепенное, вроде «автомобиля», перевозящего ген в новый организм. Так вот, авторы указанных работ [1, 2], как представляется, ушли от такой крайности, занимая центристскую позицию в циклическом процессе «возвратно-поступательного» эволюционного движения.
8.5. Образно говоря, клеточная жизнь устроена так, что ее генетическая «библиотека знаний» осознано пересматривается эквивалентно нашему представлению об умственной деятельности с диалектической парой: синтез/анализ ~ 1. Так действуют следователи, собирая доказательства в анализе, чтобы восстановить картину преступления в синтезе.
Авторы обращают внимание на тот момент. что «клетка» всегда действует экологически перспективно, с оглядкой на нишу, в которой она пребывает ретроспективно. В этом плане многоклеточность (организменность), которую создали эукариоты, являются проводниками «благоустройства» окружающей среды для будущих поколений.
Литература:
[1] Torday J.S., Miller W.B.Jr. The Singularity of Nature: A Convergence of Biology, Chemistry and Physics, London: Royal Society of Chemistry, 2020. — 261 p.
[2] Torday J.S., Rehan V.K. Evolution, the Logic of Biology, Hoboken: Wiley, 2017. — 296 p.
Ссылка на конспекты данных работ.
Ссылки на предшествующие работы по онтологической сингулярности (от исходных к последним): [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
Дополнительные сведения:
В.А. Сахно, Онтологическая сингулярность в биологии // «Академия Тринитаризма», М.,
 |