Г.И. Тронина - Сущность виртуальности. От конструкта к онтологическому статусу (Виртуальность мира и миры виртуальных реальностей)

Илья Пригожин и Манфред Эйген – два Нобелевских лауреата по химии, первопроходцы в изучении самоорганизующихся химических систем доказали, что химические сети открывают путь к спонтанному образованию упорядоченных форм. (349. 47) Запуск любого окислительного процесса в системе (содержащей элементы, необходимые для его протекания) требует импульса высокой энергии. Его дает детонатор, вызывающий «мерцающее пламя» преобразования и поддержания реакции. Катализ – самоподдерживайщийся, самоорганизованый химический процесс на границе с живым веществом. Но что инициирует включение действия катализатора? Вероятно виртуальность катализатора «включает» эту «способность» химических элементов взаимодействовать, вызывая возникновение новых химических свойств новых элементов с их новыми взаимосвязями.

В ходе эволюции химическое становится настолько сложным, что не может не подготовить сложное вещество для появления биологической формы материи. Оказалось, что в процессах жизни лежат каталические реакции, на химическом уровне они представлены изолированными химическими цепочками, тогда как на биологическом уровне – это целый комплекс таких цепочек, связанных в целостную, относительно автономную систему – живую особь. Саморазвитие, усложнение химического вещества с его каталическими системами привело к переходу химической эволюции в биологическую эволюцию.

Существует принципиальное отличие химического вещества и биологического. Если химические реакции обратимы, то в биологических системах существуют необратимые процессы: белок живого организма при определенной температуре «умирает» – превращается в вещество. Атомы взаимозаменимы, организмы – нет, поскольку смертны. Их существование и «возобновление» самообеспечено генетическим кодом.

ПРЕВРАЩЕНИЕ НЕЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В ЖИВОЕ СУЩЕСТВО. Химическая эволюция на планете Земля подошла 3,7 млрд. лет тому назад к появлению сложного химического субстрата, замкнутого на себя, приобретшего автономность и устойчивость, способного к саморазвитию. Достигший определенной сложности субстрат превратился в живую материю. Химический процесс стал жизненным самосохраняющимся процессом. В нуклеиновых кислотах – важнейшем компоненте живой материи – благодаря их структуре происходило накопление информационного содержания в сжатой, кодированной форме. В процессе самоорганизации предбиологических химических систем шел самоотбор элементов, необходимых для возникновения жизни и ее функционированию. Из 118 (126?) химических элементов многие принимают участие в жизнедеятельности организма, а шесть – углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера (обладающие наивысшим потенциалом в химической эволюции) – составляют основу живых клеток, составляя 97,4% живого вещества. Натрий, калий, кальций, магний железо, цинк, алюминий, хлор, медь, кобальт, бор составляют остальные 2,6 %. Возникновение жизни на планете Земля – один из возможных вариантов химической эволюции Вселенной – при оптимальном многообразии химических связей на планете Земля проходил на основе углеродных соединений. (На других планетах такой основой мог быть другой химический элемент, а не углерод.)

Подобно тому, как кристалл самособирается из атомов, «присоединяя» их к себе из насыщенного раствора, процесс эволюции содержал своего рода самосборку разных блоков веществ из окружающей среды. Весь ансамбль форм живого укоренен в свойствах физического вакуума и задается одновременно множеством решений некоего биологического аналога фундаментальных физических уравнений. И это происходило задолго до того, как реальный процесс предбиологической эволюции мог начаться. Процесс эволюции представляет собой не простое превращение одних видов в другие путем хаотических мутаций, а прохождение «проб», «ошибок», шаг за шагом, испытаний вариантов возможностей и параллельно с этим растекание по многомерному полю допустимых вариаций в плоскости одного эволюционного этажа. Эволюция – это не только возникновение (и исчезновение) новых форм, но и последовательность заполнения вакаций, выявление новых возможностей у элементов уже существующего этапа. История Космоса единый, хотя и чрезвычайно неравномерный процесс самовозникновения усложняющихся форм материи.

Физические процессы образования атомных ядер в физическом вакууме проходили внутри «старых» звезд. (Химическое вещество в буквальном смысле есть «пепел» таких звезд – долгожителей.) До того, как появилось наше Солнце, несколько поколений тяжелых звезд прошли свой жизненный цикл, превратив первоначальный водород в основные химические кирпичики жизни. Физические процессы образования элементов – органогенов «направлены» на возникновение химической материи, предопределяют субстрат, структуру, свойства и законы химического поведения органогенов. Физическая связь химических реакций определяется количественным соотношением атомов разных элементов. Р. Дикке считал, что для того, чтобы появились строительные блоки органогенов – химических элементов тяжелее водорода – углерод, азот и кислород должны оказаться рассеянными по галактике в результате завершения цикла эволюции звезд хотя бы одного поколения. Ф. Хойл открыл, что ядра углерода синтезируются в звездах в результате почти одновременного столкновения трех ядер гелия. Пылевые облака, из которых образуются звезды, и планеты на 98% состоят из водорода и гелия. Но в остальных 2% входящих в состав органических соединений элементы (углерод, водород, кислород, азот) составляют более 90%. При образовании планет большую роль играет пылевая компонента. Органические частицы вместе с газом оседают в диске, где из-за гравитационной неустойчивости формируются сгустки размером в несколько метров в диаметре, и это в основном органика. Здесь возникают условия для астрокатализа, образуется мир РНК, который является предшественником жизни. (Вестник РАН, июнь 2012, С. 572.) Изучаются экзопланеты в галактике М 31 туманности Андромеды с массой равной 2 массам Земли.

Герберт Спенсер писал, что исследователями мало – помалу заполнялась пропасть между неорганическим и органическим веществом. Более пяти тысяч сложных органических соединений ныне производят химики из неорганических веществ. Изучается биохимическая доклеточная эволюция макромолекул – гиперциклов и возникновение мембран. Природа «строит» химические объекты, опираясь на преобразование молекулярной и надмолекулярной структур, предваряющих законы развития живого: наследственность, изменчивость, естественный отбор.

Переход химической эволюции к биохимической и биологической эволюции выразился в усложнении структуры систем. Взаимосвязь «одиночных» атомов привела к простым молекулам (комплексам атомов) Они сгруппировались и перешли в сложные макромолекулы (самовоспроизводящихся белков) и ультрамолекулярные системы (пробионтам), затем в одноклеточные организмы, способные совершать «направленные» действия. Возник биологический катализатор, действующий как сила ускоряющая (и направляющая?) биологическое развитие. Возникновением молекул – центральным событием в химической эволюции – управляют энергия и спин (угловой момент движения электронов и ядер, поскольку электрон и ядро – квантовые волчки).