Связь пространства и энергии для живого

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 4

РОЛЬ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В ПРИРОДЕ 4

СВЯЗЬ ПРОСТРАНСТВА И ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЖИВОГО 6

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ ЖИВОЙ СИСТЕМЫ 7

ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 19

ВВЕДЕНИЕ

Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Большинство физических понятий вводятся посредством операциональных правил, в которых используются расстояния в пространстве и время. В тоже время пространство и время относятся к фундаментальным понятиям, размышлять о которых доводилось еще в античном мире.

Актуальность работы объясняется интересом ко множеству представлений о пространстве-времени относительно живых организмов.

РОЛЬ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В ПРИРОДЕ

Мы никогда не живем настоящим, все только предвкушаем будущее и торопим его, словно оно опаздывает. Покопайтесь в своих мыслях и вы найдете только прошлое и будущее. Вот и получается, что мы никогда не живем, а лишь располагаем жить, уповая на счастье, так никогда его не обретем.

Б. Паскаль

Коль можешь, не тужи о времени бегущем, не отягчай души ни прошлым, ни грядущим, Сокровища свои потрать, пока ты жив, ведь все равно в тот мир предстанешь неимущим.

Омар Хайям

Овладеть пространством – таково первое желание всего живого.

Ле Корбузье[1]

Рассмотрим представления пространства и времени применительно к жизни организмов.

Роль пространства для живого организма не ограничивается только желанием живого завоевать его, расширить свои возможности, получить дополнительную энергию. С точки зрения статистической физики расширение объема занимаемого системой пространства связано с увеличением числа возможных состояний, т.е. увеличением энергии системы для своего развития. Для жизни нужна энергия! В биологии это называется поисковой активностью живых организмов и свойственно человеку с его желанием реализовать свои способности в пространстве и времени. Как мы увидим дальше, в мире молекулярной биологии для молекул ДНК и РНК очень важно изменение пространственной конфигурации. Цепи этих молекул трехмерны, и это позволяет им выполнять свои функции. В этом смысле пространство оказывается важным участником действия, в том числе и на молекулярной «сцене» жизни.

Важным моментом развития живых организмов на определенном этапе эволюции явилось отделение их от окружающей среды, создание границы, поверхности раздела между живой и внешней неорганической средой. Эту обособленность можно рассматривать как один из признаков самоорганизации, приводящей к определенной устойчивости живых организмов, выделяя их из окружающей среды. Тем самым возникли дискретности биологических образований и процессов, происходящих на границе поверхности, для решения которых можно использовать физические представления. Напомним, что в квантовой физике дискретность связана с принципом неопределенности соотношения ∆р • ∆х ≥ h.

Влияние поверхностных явлений на процессы в живом организме будет рассмотрено дальше, а здесь отметим, что в процессы, происходящие на поверхности или, в общем смысле, на границах, идут с большей интенсивностью, чем внутри системы. Это можно связать с «экспансией» живого в пространстве — развитие его идет быстрее на границах. Наверное, неслучайно человек селился на опушке леса, берегу моря, реки, около обрывов в горах и т.д., там, где были природные границы биогеоценозов. В социуме это проявляется в ускоренных темпах развития на периферии (освоение новых земель, завоевание Сибири, возрождение России из регионов и т.д.).

СВЯЗЬ ПРОСТРАНСТВА И ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЖИВОГО

С энергетической точки зрения подтверждается биологический принцип: живое борется за реальное пространство — стремится расширить власть своего существования. Есть ли здесь противоречие? По-видимому, нет, поскольку живое «борется» в целом за энергию, структурируя ее затем на полезную для себя, свободную энергию и ненужную, связанную энергию — положительную энтропию. В этом суть биоэнергетической направленности эволюции живых организмов, в ходе которой должно происходить повышение энергии жизнедеятельности, в частности животных, что значительно увеличивает преимущество более энергичных особей в борьбе за жизнь, в освоении новых территорий и приспособлении к разнообразной окружающей среде. В биологии такой процесс называется поисковой активностью, и относится и к человеку, расширяющему свои возможности. Живое стремится получить энергию и за счет этого сохранить себя. В этом проявляется его целевая функция и в этом же направленность его развития.

Для живой природы характерна также специфика пространства, связанная с асимметрией вещества организма. Отметим, что асимметрия приводит к резкому неравенству направлений в пространстве, выделению в пространстве того направления, которое энергетически выгодно или целесообразно. [2] Но поскольку применительно ко многим явлениям мы говорим о едином пространстве — времени, то применительно к живому организму, по-видимому, в связи с асимметричностью пространства можно считать, что и время в живом протекает по-другому, чем «объективное» время вне него. Еще В.И. Вернадский говорил, что «в живой природе пространство имеет одну особенность, необратимость, зависящую от времени».