Информация в латентной форме, т.е. протоинформация

Рис. 4. Схема основных этапов молекулярной эволюции и происхождения жизни (по С. Фоксу) [47].

Эта схема упрощена и представляет всего лишь вероятную последовательность стадий процесса развития жизни. Но, несмотря на это, она достаточно ясно указывает на несовпадение этапов эволюции живого вещества с развитием косной материи.

Двадцать девятое. В системе живого вещества Земли в настоящее время выделяют восемь уровней организации [18] (рис. 5):

1. Молекулярно-генетический – первичный уровень, который раскрывает функционирование биологически активных крупных молекул – белков, нуклеиновых кислот, углеводов. С этого уровня наблюдаются свойства, характерные исключительно для живой материи: обмен веществ, протекающий при превращении лучистой и химической энергии, передача наследственных признаков с помощью кодированных структур (ДНК, РНК). Этому уровню свойственна устойчивость структур в поколениях.

2. Клеточный – уровень, на котором биологически активные молекулы сочетаются в единой системе. В отношении клеточной организации все организмы подразделяются на одноклеточные и многоклеточные.

3. Тканевый – уровень, на котором сочетание однородных клеток образует ткань. Это совокупность клеток, объединенных общностью происхождения и функций.

4. Органный – уровень, на котором несколько типов тканей функционально взаимодействуют и образуют определенный орган.

5. Онтогенетический (организменный) – уровень, на котором взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма. Онтогенетический уровень представлен определенными видами организмов.

6. Популяционно-эволюционный (популяционно-видовой) – уровень, где существует совокупность определенных однородных организмов, связанных единством происхождения, образом жизни и местом обитания. Основной элементарной структурой на этом уровне является популяция. В основе процессов, происходящих на этом уровне, лежат устойчивые изменения генетического состава популяции.

7. Биоценоз и биогеоценоз – более высокий уровень организации живой материи, объединяющий разные по видовому составу организмы. В биогеоценозе они взаимодействуют друг с другом на определенном уровне земной поверхности с однородными абиотическими факторами (биотоп). Основные элементарные явления – переход биогеоценоза из одного устойчивого состояния к другому.

8. Биосферный – уровень, на котором сформировалась природная система наиболее высокого ранга, охватывающая все явления жизни в пределах нашей планеты. На этом уровне происходят все круговороты вещества в общепланетарном масштабе, связанные с жизнедеятельностью организмов.

В этом плане интересен анализ особенностей фундаментальных уровней косного и живого вещества (рис. 2 и 5). Именно в них скрыто содержательное отличие между двумя состояниями материями. А переходным звеном между атомарным основанием косной материи и биополимерной структурой живого вещества, как раз и выступает биокосное вещество.

Тридцатое. Еще одной особенностью пространства-времени живого вещества является развитие биогеохимического круговорота. Биогеохимический круговорот – это циклический обмен веществом и энергией между различными компонентами живого вещества, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Теоретические основы биогеохимической цикличности разработал В. Вернадский в учении о биосфере и трудах по биогеохимии [14]. Все биогеохимические циклы в пространстве-времени живого вещества взаимосвязаны и составляют динамическую основу существования жизни. Некоторые из них, например, циклы С, О, Н, N, S, Р, Са, К, Si и др. так называемых биогенных элементов, являются ключевыми для понимания эволюции и современного состояния биосферы. Движущей силой биогеохимических циклов служат: а) энергия космоса и б) деятельность живого вещества, приводящие к перемещению огромных масс химических элементов, а также концентрированию и перераспределению аккумулированной в процессе фотосинтеза энергии. Благодаря фотосинтезу и непрерывно действующим циклическим круговоротам биогенных элементов создается устойчивая организованность биосферы Земли, осуществляется ее нормальное функционирование.

 

 

 

 

Рис. 5. Иерархическая структура системы живого вещества (мира природы).

 

Биогеохимические циклы в биосфере не являются замкнутыми, хотя степень обратимости годичных циклов важнейших биогенных элементов достигает 95-98 %. Неполная обратимость (незамкнутость) – одно из важнейших свойств биогеохимических циклов, имеющее планетарное значение. За всю историю развития биосферы (3,5-3,8 млрд. лет) доля вещества, выходящая из биосферного цикла (длительностью от десятков и сотен до нескольких тысяч лет) в геологический цикл (длительностью в миллионы лет), обусловила биогенное накопление кислорода и азота в атмосфере, различных химических элементов и соединений в земной коре. Особенно показателен в этом плане биогеохимический цикл углерода. Ежегодно из биосферного биогеохимического цикла наземных экосистем выходит («сбрасывается») в геологический цикл около 130 т углерода, что составляет всего 10^-7- 10^-8 % от запасов углерода, находящихся в обращении в современной биосфере. Начиная с кембрия и до настоящего времени, за счет неполной обратимости цикла углерода в ископаемых осадках накопились огромные запасы углеродистых отложений (известняков, битумов, углей, нефти и др.), оцениваемые в 10¹⁶-10¹⁷ т [12].

Таким образом, в целом, живое вещество – это новая ступень мироздания, отличающаяся от косной материи сложной функциональностью биополимерных соединений.

15. В ходе дальнейшей эволюции материи наиболее развитые формы живого вещества стали приобретать новые качественные черты, не характерные структурам живой материи. Началось формирование и развитие переходной формы между живой и разумной материей – биоразумного вещества. Я уже отмечал выше, что введению этого термина я внутренне долго противился. Более приемлемым, на мой взгляд, являлся термин «Человек Примитивный», который одновременно объединял под одним названием ранние формы современного человека и раскрывал историю формирования Homo sapiens.

Но более детальные исследования, на которых мы остановимся ниже, значительно расширили границы переходного периода, охватив новые временные промежутки. И термин «Человек Примитивный», под которым я ранее понимал переходный период между живым и разумным веществом, уже не соответствовал той информации, которая, на мой взгляд, наиболее полно раскрывала содержание переходной формы материи. Поэтому я, по аналогии с определением Вернадского «биокосного» вещества, ввел термин «биоразумное» вещество. Биоразумное вещество – это переходная форма материи между живым и разумным веществом. Это четвертое глобальное пространство-время^[26], в формирующейся структуре мироздания. Главной содержательной особенностью пространства-времени биоразумного вещества является процесс цефализации, на который впервые указал американский профессор Д. Дана (1813-1895). Он раскрывает новое качественное свойство материи – ее способность к ассоциативности. Четвертая ступень мироздания связана с развитием на основе сложнофункциональности вещества его ассоциативных возможностей. Вещество впервые получило «доступ» не только к саморазвитию, самовоспроизведению и т.д. (т.е. к сложнофункционированию). В нем начало проявляться новое свойство – способность активной работы с информационной средой. Для биоразумного вещества внешний мир предстал в качестве информации, с которой вещество начало активно взаимодействовать: принимать, перерабатывать, хранить и извлекать ее. Причем извлекать в видоизмененной форме, как ассоциацию, совокупность, усредненное значение тождественно информации. Именно в этом заключено новое ассоциативное свойство вещества, которое начало формироваться на четвертой ступени мироздания, и воплощенное в третьем состоянии материи – разумном веществе.

16. Прежде, чем приступить к рассмотрению пространства-времени биоразумного вещества, я бы хотел остановиться на важных, с моей точки зрения, отношениях между «материнским» и «дочерним» состоянием материи, и на тех следствиях, которые из этих отношений вытекают [8]^[27]. Любое состояние материи в своем развитии проходит три основных периода (стадии): детства (формирование), юности (развития) и зрелости (становления). Стадия детства – это период формирования нового состояния материи, стадия зарождения пространства-времени вещества. Стадия юности – это этап формирования и становления системы нового состояния материи. Именно на ней создаются предпосылки к формированию в недрах развивающейся системы пространства-времени нового состояния материи (дочернего состояния). И стадия зрелости – это момент зарождения нового, дочернего, состояния материи и формирование отношений между материнской и дочерней системой. Если взять примеры из существующих во Вселенной состояний материи, то на Земле пространство-время живого вещества в настоящий момент проходит стадию зрелости, а пространство-время разумного вещества – стадию юности. Каждая стадия длится порядка двух миллиардов лет (рис. 1). Поэтому можно только предполагать, какие перспективы ждут человеческое общество, представляющее собой разумное вещество на планете Земля, если допустить, что оно только ступило на стадию юности^[28].

Отношения между материнским и дочерним состоянием материи регулируются группой определенных законов, которые универсальны по своему значению. Частично эти законы рассматривались в монографии «Сущность человеческой жизни» [8]. Сформулируем их более четко.

Первый закон: материнское состояние материи влияет на дочернее состояние через комплексные изменения в своей системе. Например, на живое вещество влияют не изменения на фундаментальном уровне косной материи, а трансформации в абиогенной среде в целом. Хотя, безусловно, абиогенная среда находится под непосредственным влиянием фундаментальных уровней косной материи. Т.е. влияние материнского состояния на дочернее осуществляется не непосредственно, а опосредственно, через сложившуюся систему.

Второй закон: между фундаментальными уровнями материнского и дочернего состояния материи нет прямой связи. Эта связь разрывается по мере аннигиляции переходной формы (например, биокосного вещества). Поэтому, влияние материнского состояния на дочернее носит корреляционный характер.

Третий закон: материнское состояние материи воздействует на дочернее состояние главным образом через фундаментальный уровень дочерней системы. Например, косное вещество влияет на биологические организмы преимущественно через молекулярно-генетический уровень (фундаментальный уровень живого вещества).

Четвертый закон: дочерняя система воздействует на материнскую через свою устоявшуюся организационную структуру – систему, или же через ее основные составляющие. Например, живое вещество воздействует на косную материю через биосферу или биогеоценозы. Разумное вещество – через ноосферу и макросоциальные группы. Причем воздействие дочерней системы направлено не на фундаментальный уровень материнского состояния материи, а на его последующие организационные уровни. Пример: биосфера Земли влияет не на фундаментальные законы организации системы косного вещества (Вселенной), а только на частные законы организации отдельного материального объекта Земля.

Пятый закон: из правила четвертого следует, что влияние дочерней системы на материнскую, не приводит к кардинальным изменениям в материнской системе по той причине, что любые радикальные изменения в материнской системе равносильны гибели дочерней системы. То есть, как только влияние человеческого общества на биосферу планеты затронет существование фундаментального уровня системы живого вещества, вызовет его асимметрию, а точнее диссимметрию, то это приведет к гибели разумного вещества. Изменение молекулярно-генетического уровня влечет за собой гибель уровня психики.

Рассматривая эволюцию пространства-времени состояний материи, мы обнаруживаем и другую закономерность: эволюция материального мира осуществляется скачкообразно. Между известными нам пространствами состояний материи существуют переходные периоды, которые, с одной стороны, связывают эволюцию пространства-времени материи в одну сплошную цепь событий, с другой стороны, через определенные промежутки времени выводят материю на более высокие уровни внутренней организации, в новое глобальное пространство-время. При этом материнское состояние материи ни в коем случае не деградирует. Оно по-прежнему продолжает эволюционировать, только плоскость его развития, с позиции дочернего состояния материи, находится ниже, и соответственно по многим показателям зависит от влияния пространства-времени дочернего состояния материи, которое в силу совершенства внутренней организации доминирует над материнским состоянием. Например, став материнской системой для разумного вещества, пространство-время живого вещества по-прежнему продолжает эволюционировать, но при этом на процесс эволюции мира природы очень сильное влияние оказывают процессы, происходящие в дочернем состоянии материи, т.е. в человеческом обществе.

Таким образом, мы приходим к заключению, что в силу существования неравновесного начала в пространственно-временной структуре материи, вещество во Вселенной эволюционирует. К настоящему периоду времени науке известны три состояния материи: косное, живое и разумное вещество, а также две переходные формы: биокосное и биоразумное вещество. Мы не можем исключить существования в материальном мире других, более развитых состояний материи. Каждому состоянию материи присуще свое пространство-время, которое эволюционирует в соответствии с эволюцией вещества. Взаимодействие между пространствами различных состояний материи осуществляется при помощи миграции атомов [14].

Для нашего исследования наиболее интересна стадия зрелости. Именно на этой стадии, по моему мнению, у любого состояния материи, под воздействием внутренних и внешних процессов, происходят значительные структурные изменения. Они заключаются в увеличивающемся влиянии на систему любого состояния материи, второго, следующим за фундаментальным, уровня. Причину выделения второго уровня в структуре любого состояния материи я вижу в том, что именно на нем сходятся два направления процесса эволюции. Первое направление – это эволюция изнутри, с фундаментального уровня, которая проявляется, прежде всего, в изменениях на следующем, втором уровне организации вещества, энергии и информации. Второе направление –эволюционное воздействие извне (со стороны внешних факторов), которое также концентрируется на втором уровне материнского состояния материи, в силу того, что фундаментальный уровень не подвержен влиянию внешней среды^[29]. Таким образом, например, та же диссимметрия и др. характеристики макромолекул живого вещества, явились следствием радикальных трансформаций на уровне межзвездного галактического газа, который под воздействием внутреннего и внешнего влияния изменил свою содержательную основу, перейдя от состояний микромолекул косного вещества к первым макромолекулам биокосной материи. Изменившись содержательно, второй уровень как бы «отпочковался» от материнского состояния, перейдя в автономную самодостаточную переходную форму. В последствии, в результате дальнейших эволюционных изменений эта переходная форма ложится в основание новой качественной организации материи. На ее фундаменте вырастает структура нового состояния материи. Микромолекулы косной материи трансформировались в макромолекулы биокосного вещества, а после в биополимеры жизни. Уровень биополимеров стал фундаментальным уровнем второго состояния материи – живого вещества, на основании которого, в последствии, выстроилась система жизни. Соответственно, косная материя (ее второй уровень организации) стала родительским, материнским состоянием для плоскости существования жизни. Таким образом, любое состояние материи на последней стадии своего развития (стадии зрелости) становится материнским по отношению к последующему состоянию материи.

Из этого утверждения вытекают два важных для нас вывода. Первый, любое состояние материи, достигшее в своем развитии периода зрелости, создает условия для рождения следующего состояния материи. Второй вывод, большая часть периода зрелости материнского состояния – это протекание переходного периода между материнским и дочерним состоянием матери, создание условий для их дальнейшего сосуществования.

Таким образом, начиная с кембрия и по настоящее время, мы должны отмечать не только расцвет системы жизни, ее зрелость, как устоявшегося состояния материи^[30], но и рождение на ее основе переходной формы к новому состоянию материи – биоразумного вещества. Как в свое время Опарин, Кальвин и другие отметили формирование в высокоразвитых структурах косной материи переходной формы с радикально новыми содержательными предпосылками, так и в системе жизни нам должна броситься в глаза растянувшаяся на сотни миллионов лет переходная форма к новому состоянию материи. То есть в природе мы должны обнаружить то, что одновременно содержательно присуще ей и противоречиво. И такую особенность в природе первым подметил Д. Дана, указав на тот неоспоримый факт, что в течение многих миллионов лет в природе осуществляется непрерывное развитие нервной системы, начиная от простейших земноводных, и, заканчивая высшими животными. Свое открытие он назвал процессом цефализации.