Меню
Бесплатно
Регистрация
Главная  /  Кашель у взрослых  /  Что такое жизнь с точки зрения физики

Что такое жизнь с точки зрения физики

Erwin Schrödinger. What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шредингер - австрийский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике. Один из разработчиков квантовой механики и волновой теории материи. В 1945 г. Шредингер пишет книгу "Что такое жизнь с точки зрения физики?", оказавшую существенное влияние на развитие биофизики и молекулярной биологии. В этой книге внимательно рассмотрено несколько важнейших проблем. Основополагающим является вопрос: "Как могут физика и химия объяснить те явления в пространстве и времени, которые имеют место внутри живого организма?" Прочтение этой книги даст не только обширный теоретический материал, но и заставит задуматься над тем, что же в сущности есть жизнь?

Эрвин Шредингер. Что такое жизнь с точки зрения физики? М.: РИМИС, 2009. 176 с.
Скачать:

Эрвин Шредингер. Что такое жизнь с точки зрения физики? М.: Атомиздат, 1972. 62 с.
Скачать:

Источник текстовой версии: Эрвин Шредингер. Что такое жизнь с точки зрения физики? М.: Атомиздат, 1972. 62 с.

Комментарии: 2

    Елена Наймарк

    Возникновение сложного из простого - это, казалось бы, злостное нарушение второго закона термодинамики. Второй закон требует постепенного выравнивания градиентов, разупорядочивания элементов и увеличения энтропии в системе. Тем не менее жизнь так специально устроена, чтобы поддерживать градиенты, упорядочивать элементы и уменьшать энтропию. Эти принципы справедливы как для одного организма, так и для целых экосистем, биот, эволюционных последовательностей. Значит ли это, что жизнь действительно противоречит законам физики?

    Владимир Буданов, Александр Панов

    На грани безумия

    В обыденном окружении чаще всего призывают к целесообразности мыслей, поступков, решений. И, кстати, синонимы целесообразности звучат как «уместность, полезность и рациональность…» Вот только на интуитивном уровне кажется - чего-то не хватает. Энтропии? Беспорядка? Так его полно в физическом мире - утверждает ведущая программы, доктор физико-математических наук, Карима Нигматулина-Мащицкая. А гости программы пытались воссоединить в единое целое два понятия - энтропию и целесообразность. Участники программы: доктор философских наук, кандидат физико-математических наук, Владимир Буданов, и доктор физико-математических наук, Александр Панов.

    Питер Эткинз

    Эта книга предназначена для широкого круга читателей, желающих узнать больше об окружающем нас мире и о самих себе. Автор, известный ученый и популяризатор науки, с необычайной ясностью и глубиной объясняет устройство Вселенной, тайны квантового мира и генетики, эволюцию жизни и показывает важность математики для познания всей природы и человеческого разума в частности.

    Игорь Иванов

    Неравновесная термодинамика, изучающая, среди прочего, самоорганизацию в живых системах, получила в распоряжение новую модельную систему, удобную как для теоретических расчетов, так и для постановки экспериментов, - двумерную пену.

    Денис Тарасов

    Современная наука не в состоянии точно ответить на вопрос, как возникла жизнь, однако предложенные на сегодняшний день механизмы свидетельствуют о принципиальной возможности самозарождения, а также, в определённой степени, о его неизбежности.

    Дэвид Дойч

    Книга известного американского специалиста по квантовой теории и квантовым вычислениям Д.Дойча фактически представляет новую всеобъемлющую точку зрения на мир, которая основывается на четырех наиболее глубоких научных теориях: квантовой физике и ее интерпретации с точки зрения множественности миров, эволюционной теории Дарвина, теории вычислений (в том числе квантовых), теории познания.

    Щербаков В. П.

    Эволюция – это способ живого противостоять энтропии, нарастающему хаосу и беспорядку. Она творит разные новшества, но естественный отбор сохраняет только те из них, что придают организмам устойчивость к дальнейшим изменениям, те, что позволяют им воспроизводить свои копии в длинном ряду поколений, практически не меняясь. Как это ни странно, но получается, что эволюция работает против себя самой.

Владислав Ксионжек

Смысл жизни с точки зрения физики

На пути к закону сохранения отражения

Способность отражать в себе мир - универсальное свойство материальных объектов. Но взять, к примеру, круглый камень и внешне похожее на него яйцо. Если изучая гладыш мы сможем представить лишь море, которое его омывало, да еще, в лучшем случае, по химическому составу узнать кое-что об особенностях земного вулканизма, то в генофонде яйца - точные данные о современном состоянии планеты - составе атмосферы, силе тяжести, длине суток и т.п. Ведь организм приспосабливается, а значит несет отпечаток той среды, в которой обитает. А человек? Он, кроме заложенной в его генах наследственной информации, обладает и другим уровнем отражения окружающего мира - сознанием. Чем более организована материя, тем выше у нее способность к отражению. Случайно ли это? Оставим пока вопрос без ответа и обратим внимание на другое свойство живых организмов... Самюэл Батлер, английский поэт-сатирик ХVII века, однажды шутливо заметил: "курица - это способ, которым яйцо воспроизводит другое яйцо". Через триста лет, переосмыслив его утверждение, генетики провозгласили закон сохранения генов. Ведь курица (воспользуемся примером Батлера) сохра- няет свои гены в яйцах, которые со временем превращаются в куриц, откладывающих новые яйца, содержащие некоторые гены прародительницы. Если род курицы не пресечется, а потомство будет плодиться и множиться, гены яйца, с которого мы начали отсчет, сохранятся, будут разбросаны по разным пра-пра-пра-внукам и пра-пра-пра-внучкам. Законом сохранения генов пытаются объяснить родительские, да и вообще родственные чувства. Мол, мы любим человека тем больше, чем выше у нас с ним доля общих генов. Один биолог после несложных подсчетов заявил: "Я готов пожертвовать собой ради четырех внуков или восьмерых кузенов!" Но все равно, хоть и немало существует людей, готовых отдать жизнь ради спасения близких родственников (и в первую очередь, конечно, собственных детей), не следует сводить все к вышеупомянутому закону. Просто потому, что для больших отрезков времени он не выполняется. Частицы наследственного материала мутируют, превращаются в другие гены. А может быть следует обращать внимание не на сами по себе гены, а на их свойство концентрированно отражать в себе окружающий мир? Тогда почему бы не предположить, что с ростом уровня организации материи (от камня к курице, от курицы к человеку) увеличивается и способность к сохранению накопленного отражения? Похоже, что это действительно так. Стоит камню попасть в воду, и волны "слижут" с него за год-другой прежнюю форму. Гены курицы будут жить в потомстве века. Человек же, ознакомившись с древними летописями, узнает подробности о событиях тысячелетней давности. Если высказанное предположение верно, тогда закон сохранения генов - частный случай выдвигаемого нами закона сохранения отражения, согласно которому эволюция движется по пути создания форм организации материи, способных все больше вбирать в себя информации об окружающем мире, а также сохранять эту информацию все дольше. И получается, согласно этому закону зародились на нашей планете жизнь, а потом и разум.

Что же человечеству нужно?

Трудно, пожалуй, найти понятие многовариантнее, чем смысл жизни. Для одних он заключается в том, чтобы просто жить получше и подольше. Другие на первое место ставят заботу о детях. Третьих снедает "желанье славы и добра". Четвертые всецело поглощены любимым делом. Пятые... Но остановимся. Все многообразие человеческих желаний и устремлений можно свести к одному - попыткам сохранить на возможно больший срок накопленное отражение. Поскольку, если можно так сказать, у человека два уровня отражения на себя окружающего мира (биологический, свойственный любому живому существу, и свойственный на Земле только нам - сознание), то и реализуются жизненные цели у людей, имеющих различные приоритеты, трудносовместимыми путями. Кто-то смотрит на звезды, а кто-то не видит ничего дальше своего живота. Но и те, кто одухотворены жаждой познания, не могут отразить на себя Мир так глубоко, как хотели бы, а главное - сохранить целиком накопленное отражение (даже великие произведения искусства, надолго переживающие их создателей, несущие в себе частицу их души, не могут решить проблему бессмертия). Вызывает сомнение утверждение, что человек - высшая ступень на лестнице эволюции. Если нашим развитием движет закон сохранения отражения, то мы обязательно придем к новой форме организации материи. Смысл жизни человечества - воплотиться в нечто иное, чему пока нет подходящего названия. Может быть одно из проявлений этого "нечто" - ноосфера (сфера разума), возникновение которой предсказывал великий Вернадский. Говоря упрощенно, она должна появиться тогда, когда "плотность разума" на планете достигнет критического значения, и отдельные "искорки" сольются в большой костер. Человечество станет чем-то вроде единого мыслительного организма, и все, что прочувствовал, познал за свою жизнь каждый член сообщества, станет достоянием всех. И все-таки ноосфера это не искомое нами "нечто". Даже окутанная сферой разума планета может погибнуть, например, в результате космической катастрофы. Закон сохранения отражения требует, чтобы его носители обрели не только духовное, но и физическое бессмертие, чтобы отражение внешнего мира, полученное им однажды, никогда не стиралось, лишь дополнялось новыми отпечатками.

На пути к сверхцивилизации

Надо полагать, когда-нибудь человечество сбросит с себя хрупкую белковую оболочку, заменит ее чем-то иным, более добротным. "Смена рубашек" может происходить не раз, и не два, и в конце концов наши отдаленные потомки станут чем-то вроде "бесплотного духа", пронизывающего Вселенную. Бесплотного - не значит нематериального. Его основой может быть форма материи, слабо взаимодействующая с веществом, электромагнитными полями (в силу чего ее структура трудноуничтожима), а поскольку оно заполняет все пространство, то и не испытывает внешних воздействий, часто губительных для живого просто потому, что они неожиданны, непредсказуемы. "Бесплотному духу" уже не нужно преобразовывать природу, подстраивать ее под себя: строить дома-коконы, орошать поля, усмирять реки, убивать животных. Нет необходимости заботиться о собственном теле, создавать ему комфортные условия существования. Сверхцивилизация идеально приспособлена к Миру. Вот и разгадка парадокса, который ставит в тупик специалистов СЕТI. Ведь по некоторым оценкам только в нашей галактике - 600-700 млн. планет, пригодных для обитания человека, из них порядка 100 тыс. должно быть заселено разумными существами. А ведь самые старые звезды образовались 15 млрд. лет назад, на 10 млрд. лет раньше Солнца. Примерно на такой же срок должны были обогнать земную первые цивилизации Вселенной. Следуя логике экстенсивного развития (принято считать, что энерговооруженность цивилизации растет по экспоненте), наши старшие братья по разуму должны были успеть сначала полностью освоить энергетические ресурсы родной звезды, (построить вокруг нее непрозрачную оболочку), потом перебраться к соседним звездам, и, наконец, прибрать к рукам все топливные запасы Вселенной. Но этого не произошло. Астрономы наблюдают Мир девственно чистым, не "испорченным" вмешательством разума. Складывается впечатление, что цивилизаций, активно преобразующих космос, нет. Видимо это им и не нужно. Как только разумное сообщество становится свехцивилизацией, оно перестает вести себя во Вселенной как слон в посудной лавке.

Сверхцивилизация существует, или что

вытекает из принципа Маха

Эрнст Мах, австрийский физик и философ, усмотрел в законах Ньютона существенный изъян. Они описывают движение тела только в локальной (привязанной к определенной точке) системе отсчета. Чтобы определить, например, скорость вращения Земли, нужно раскачать маятник Фуко, который находится в локальной системе отсчета Земли, и замерить как перемещается плоскость его колебаний. Вычислять же угловую скорость нашей планеты, наблюдая за вращением ночного неба, как понял Мах, мы не имеем права. У звезд свои локальные системы отсчета, ни по какому закону механики между собой не связанные. Но практика показывает, что измерить скорость вращения Земли можно и тем, и другим способом. И что удивительно (с точки зрения Маха), оба дают одинаковый результат! Мах сделал вывод, что в природе должна быть некая связь между локальной системой отсчета и удаленными телами, и что эта связь придает материи инерциальные свойства. Другими словами, все тела чувствуют друг друга, и если какое-либо из них вдруг исчезнет (к счастью, этого не допускает закон сохранения материи), инерциальное движение всех остальных нарушится. Принцип Маха произвел глубокое впечатление на Эйнштейна. Некоторые считают, именно он вдохновил "короля физики ХХ столетия" на создание общей теории относительности (ОТО). Но, к великому разочарованию автора, принцип Маха не вытекал ни из одного постулата ОТО. Инертную массу, так и не объяснив ее природу, пришлось просто приравнять к массе гравитационной. Физические теории существуют сами по себе, принцип Маха - сам по себе. Может быть это потому, что он не был заложен в природу изначально, а возник позднее, на каком-то этапе развития Вселенной? Из принципа Маха следует: любое материальное тело отражено на всю Вселенную, и наоборот, в любом теле, сколь угодно малом, отражен весь окружающий мир. Но ведь это ни что иное, как ранее сформулированный нами закон сохранения отражения, причем уже реализованный в развитии, так сказать возведенный в абсолют. Значит свехцивилизация уже существует. Все вокруг нас пронизано "нитями" высокого разума. Принцип Маха - единственный результат его инженерной деятельности.

Попробуем теперь представить отдаленное будущее сверхцивилизации. Тут не обойтись без краткого экскурса в космогонию. Ныне общепризнанной считается теория расширяющейся Вселенной. Около 29 млрд. лет назад вся материя была сосредоточена в одной точке, так называемой сингулярности, плотность материи в которой бесконечна. Потом началось расширение - физики называют его Большим взрывом. До сих пор "осколки" сингулярности, ставшие со временем галактиками, туманностями, шаровыми скоплениями, разлетаются в разные стороны. Как будет Вселенная развиваться дальше? Возможны два пути. В том случае, если ее нынешняя плотность больше некой -29 3 критической величины 10 г/см), расширение со временем сменится сжатием, и примерно через 30 млрд. лет (еще 5 млрд. лет будет идти расширение, потом 25 млрд. лет - сжатие) Мир снова схлопнется в точку - новую сингулярность. Иначе же - если плотность Вселенной недостаточно высока - расширение будет продолжаться вечно. Какова плотность Вселенной, пока неизвестно. Но и в том и в другом случае судьба живых существ незавидна: В бесконечно расширяющейся Вселенной со временем выгорят и погаснут звезды. Их мертвые, связанные между собой гравитационными силами скопления сколлапсируют, образуют гигантские черные дыры. Тепловая энергия частично ими поглотится, частично рассеется. Температура уцелевших планет упадет до абсолютного нуля. Вместе с теплом уйдет из Вселенной и жизнь. Закрытый мир (который в конце концов сожмется в сингулярность) не будет страдать от недостатка света и тепла. Но когда вступит в завершающую фазу Большое сжатие, начнут сталкиваться звезды, крошиться атомы - погибнет все, что когда-либо приобрело индивидуальность. Останется клокочущий клубок раскаленных частиц. Да и они обречены. В -43 определенный момент времени (10 с до конца Большого сжатия - так называемый Планковский предел) исчезнут все элементарные частицы, обладающие массой покоя. Как известно, принцип запрета Паули не допускает нахождение в одной точке пространства двух или более частиц. Но, как говорится, при прочих равных, закрытый мир больше нравится ученым. В нем не возникает сакраментальный вопрос: а что было до того, как появилась Вселенная? Большому взрыву предшествовала Большое сжатие, ему - другой Большой взрыв, и так без конца. Вселенная существовала всегда, вернее была бесконечная череда Вселенных, разделенных по временной шкале особыми точками - сингулярностями, где большинство физических теорий перестают работать и в которых может происходить все что угодно. Высказано предположение (П.Фомин, "Гравитационая неустойчивость вакуума и космологическая проблема", препринт ИТФ - 74 - 90р, Киев 1974), что начальное состояние каждой из Вселенных - вакуумное, при котором в явном виде нет никаких частиц кроме гравитонов - квантов гравитационного поля. На них не распространяется Планковский предел. Они существуют и в сингулярности. Но ведь гравитационную массу отождествляют с инерционной! Вот и протянулась ниточка от гравитационного поля к закону сохранения отражения, к инерционному принципу Маха. Может быть именно из гравитонов соткан "бесплотный дух" - сверхцивилизация? В таком случае ее структура, отражение Мира накопленное за все время существования Вселенной, не исчезает даже тогда, когда Большое сжатие приводит к сингулярности. А ведь в ней уничтожается практически все, даже привычные нам физические законы там не действуют... Хотелось бы верить - носители высшего разума бессмертны!

Когда закон мешает, его меняют

Итак, вечный дух в бесконечно обновляющейся Вселенной? Однако английский физик-теоретик Ричард Толмен показал, что с учетом второго начал термодинамики циклы расширение-сжатие в модели пульсирующей Вселенной будут раз от раза увеличиваться, соответственно, станет расти и максимальный радиус Вселенной. Она как бы раскачивается, и в конце концов превращается в открытую, а значит наша (в научном смысле) спекуляция насчет вечного мирового разума не оправдывается. Напомним читателю формулировку второго начала термодинамики. Оно гласит: все процессы идут с возрастанием или, в лучшем случае, с постоянной энтропией. Энтропия (S) - мера беспорядка в какой-либо системе. Она нормируется от 0 до 1. В общем виде для энтропии Вселенной можно написать соотношение пропорциональности: S t, где t - время с начала самого первого цикла расширение-сжатие. Очевидно - при очень больших t энтропия стремится к единице. Но о каком же всемирном хаосе можно говорить, если существует закон сохранения отражения, подразумевающий прямо противоположные процессы - идущие с уменьшением энтропии? Многие ученые указывают на несовершенство, ограниченность применения второго начала термодинамики. Да и кто, собственно, доказал, что энтропия Вселенной должна стремиться к максимальному значению - единице? Любопытно отметить, что во многих отлаженных, прошедших долгий путь эволюции системах (будь то система для общения - язык или система экономических связей) наблюдается соотношение беспорядка и порядка, случайного и закономерного примерно 1/3. Если, допустим, в структурных звеньях экономической системы много беспорядка, царит неразбериха, низка трудовая дисциплина работающих, конечный продукт никому не нужен и был запланирован по ошибке или недомыслию - хорошего результата ждать не приходится. Это экономический хаос. Но и другая крайность - "железный порядок" себя не оправдывает. В такой системе ход процессов заранее предопределен, регламентирован строго по пунктам. Хода нет ни в лево, ни в право. Стоит произойти небольшой, как говорят физики, флуктуации, и систему начинает трясти. От запретов никуда не деться. В результате в скором времени порядок обращается в свою противоположность - хаос. (Что мы видим на примере нашей отечественной экономики). В том же случае, когда выполняется соотношение примерно один к трем (разумная творческая инициатива - трудовая дисциплина), производственный коллектив, как считают некоторые экономисты, добивается наилучших результатов. Скорее всего, S=1/3 и в живых системах (это пока можно только предполагать). Именно живая материя лучше всего отражает на себя окружающую среду (а значит и приспосабливается к ней). Наберемся смелости и добавим в формулу, описывающую энтропию Вселенной, дополнительный член с отрицательным t знаком: -В е, где В - неизвестный нам коэффициент пропорциональности. (О том, что законы развития, как правило, выражаются через экспоненту, мы уже говорили). Пронормировав коэффициент из условия, что к концу цикла рсширение-сжатие энтропия Вселенной принимает оптимальное значение - 1/З, получим вместо второго начала термодинамики выражение вида: t-T S = 1/3 (1 + 2t/T - 2e) где Т - продолжительность цикла расширение-сжатие, t - текущий параметр времени. Это аналитическая запись закона сохранения отражения. Заметим, что при t значительно меньших, чем Т, выражение практически не отличается от привычной нам формулы второго начала. Но к концу цикла экспоненциальный член стремительно нарастает, быстро становится преобладающим. Из формулы следует, что сверхцивилизация появляется лишь к завершению цикла расширение-сжатие, перед самым "занавесом". Складывается впечатление, что... время жизни Вселенной выбирается как раз таким, чтобы сверхцивилизация успела возникнуть и полностью познать Мир, который, согласно некоторым современным теориям и вопреки знаменитому ленинскому утверждению, бесконечен лишь по масштабной структуре, но исчерпаем, зациклен сам на себя.

Первичны и материя, и сознание

Ну уж, - наверно скажет искушенный читатель, - это слишком! Автор замахивается на святая святых - физические законы и намекает, что кто-то может их по своему усмотрению изменять. Однако мы уже говорили, что при переходе через Планковский предел - в области сингулярности современные физические теории в большинстве своем перестают работать. Сингулярность - волшебная страна, где может происходить все, что угодно. Некоторые ученые полагают, что там уничтожаются все физические константы, которые задавали облик погибшего Мира (М.Рис, Р.Руффини, Дж.Уилер "Черные дыры, гравитационные волны и космология" М.1977). Новые же константы, для очередного цикла расширение-сжатие, якобы задаются случайным образом... Да только случайным ли, - это еще вопрос. Английский физик-теоретик Б.Картер построил две модели Миров в каждом из которых так называемая постоянная тонкой структуры (безразмерное отношение фундаментальных физических 2 констант hc/е = 137,0338, где h - постоянная Планка, с - скорость света, е - заряд электрона) отличалась от аналогичной постоянной нашего Мира всего на 1%. Что же у него получилось? В одном случае все звезды во Вселенной стали красными, в другом - голубыми. Но голубые гиганты живут не более 1 млн. лет, затем превращаются в сверхновые, а для возникновения жизни, по расчетам Р.Дикке, требуется порядка 1 млрд. лет. В том же случае, если Мир населен красными карликами, времени для эволюции живой материи будет в избытке. Возраст карлика может достигать 20 млрд. лет (это в два раза больше времени жизни такой звезды, как Солнце). Он не взрывается, не образует сверхновую - медленно угасает по мере того, как выгорает термоядерное горючее. Превращается в конце концов в мертвый железный шар. Но и возле таких спокойных звезд не может появиться жизнь. Дело в том, что в первичной, еще только образовавшейся после Большого взрыва структуре Вселенной, практически нет никаких химических элементов кроме водорода с малой примесью гелия. Почти все атомы, составляющие наши бренные тела, были некогда синтезированы в недрах звезд. Потом они взорвались и выплеснули термоядерные шлаки в открытый космос. Нет сверхновых - не будет и планет, состоящих из химических элементов с порядковым номером выше второго. Без них же, как считают ученые, не может быть жизни. Тут самое время вспомнить о знаменитом антропном (от "антропос" - человек) принципе, гласящем: все, что мы наблюдаем вокруг, должно удовлетворять условиям, необходимым для нашего появления. Одни видят в антропном принципе промысел божий, другие считают, что нам просто повезло с набором физических констант во Вселенной. Ну хорошо, "повезти" могло какому-то определенному типу живых существ, нуждающемуся для развития в определенных, весьма жестких условиях. Скажем, не появилась на планете жизнь углеродная, так возникнет может быть жизнь кремниевая, железная, урановая. Но то обстоятельство, что жизнь как явление возможно лишь в узком интервале физических констант, и что по "счастливой случайности" реализовались именно те их значения, которые больше всего подходят живым существам (способствуют скорейшему отражению Вселенной самой на себя), наводит на размышления. Роль "бога-творца" хорошо может сыграть сверхцивилизация, способная сохранить себя даже в сингулярности. Так не эта ли сверхцивилизация, пользуясь временным отсутствием законов (раз ничего не запрещено, значит все можно) выбирает и задает по своему усмотрению величины физических констант для нового цикла Вселенной? Если подбирать константы должным образом, то после каждого нового Большого взрыва Вселенная будет становиться все лучше приспособленной к различным формам жизни, а значит ее самопознание будет углубляться от цикла к циклу. Отсюда, ни много ни мало, следует, что новое решение получает основной вопрос философии! К известной формуле "бытие определяет сознание" добавится "сознание определяет бытие". Обсуждать, что первично, что вторично - уже не имеет смысла. П е р в и ч н ы и м а т е р и я, и с о з н а н и е. На мой взгляд, это предположение вполне в духе диалектики.

Вместо послесловия. Сверхцивилизация и мы

Теперь поразмыслим немного о роли случайного в нашей жизни. Кому порой не казалось, что нежданные, на первый взгляд никак не связанные между собой события влияют на нас сходным, вполне определенным образом. Словно пытаются повернуть наш жизненный путь во вполне определенное русло. Как будто кто-то хочет нас подтолкнуть, помочь реализовать заложенные, но не всегда нам самим известные возможности. Разумеется, предопределенности в Мире нет. Каждый волен (вот в чем свобода!) упустить свой шанс. И тогда станет, скорее всего, неудачником от которого фортуна отвернулась надолго. Говорят: от судьбы не уйдешь. А уйдешь - пожалеешь... Под судьбой вполне может скрываться сверхцивилизация. Но каким образом она может вмешиваться в земные дела, не проявляя себя в то же время никаким механическим, физическим, химическим воздействием? Только с помощью хорошо организованных "случайных событий". Если много раз подбрасывать монетку, орел и решка выпадут примерно поровну. Это хорошо объясняет теория вероятностей. Однако ни одна теория не сможет предсказать, каким результатом закончится один единственный бросок. Все решает случай. Он может быть счастливым, может роковым. Наверно нам искренне хотят помочь познать Мир (цель-то жизни у всех разумных существ одна), а мы упорно не замечаем подсказок, упрямо пытаемся расшибить себе лоб и сетуем, что никто во Вселенной не желает протянуть нам руку помощи, что мы - одиноки. Но стоит лишь захотеть увидеть... Помощь, правда, нам предлагают весьма своеобычную. Пресыщенному, равнодушному, ленивому человеку она вряд ли придется по душе. Порой случается с нами такое... Впрочем, это уже тема для другой статьи.

Звук, с точки зрения физики - это энергия. В зависимости от частоты звуковых колебаний, уровня громкости, ритма и гармонии, звук может воздействовать на человека положительно или отрицательно. Правильно подобранные звуковые колебания способны активизировать резервы человека. С помощью звука такие физиологические функции, как пульс, сердечный ритм, дыхание, пищеварение, могут быть скоординированы.

Как всем известно, звуки и звуки музыки в частности, являются продольными волнами. И как любые волны, изменяются в замкнутом (или открытом) пространстве на некоторую величину. Параллельно звуковые волны, в силу своих параметров, оказывают влияние на пространство. Даже незначительные изменения уровня мерности пространства (например, человек, вошедший в помещение, наполненное звучащей музыкой; или, напротив, в помещении с людьми включается музыка) вызывают перераспределение музыкальных волн, пронизывающих данный объём пространства.

В результате этого, будучи пронизываемо музыкальными звуковыми волнами, изменяется и пространство; в данном пространстве изменяется распределение первичных волн. Как следствие, изменяется и состояние человека, находящегося в зоне воздействия звуковых волн. Происходит вторичное насыщение человеческого организма волновыми материями.

Колокольный звон

Еще в глубокой древности было известно, что звуковые колебания способны оказывать эффективное лечебное или болезнетворное воздействие на человеческий организм и психику. Одной из самых страшных в Средневековье считалась казнь «под колоколом», когда приговоренного помещали под большой колокол, а затем в этот колокол били. Пагубной, в данном случае, была, в первую очередь сила звуковых волн (громкость), а также интенсивность волновых колебаний.

Попутно можно отметить, что в настоящее время колокольный звон широко используется уже в положительных целях (что доказано исследованиями - звуковые волны, вызванные биением колокола, совпадают между собою и их резонанс благотворно действует на организм человека, но при этом уничтожает бактерии).

Колокольная звонница - это мини-оркестр , который по православной традиции условно делится на 3 группы колоколов: малые (зазвонные), средние (подзвонные) и большие (благовестники). Звон колоколов той или иной группы преимущественно создаёт соответствующие эмоциональные настроения; известно, что более низкие тона действуют успокаивающе, в то время как высокие - возбуждают . Эти знания отчасти и применяют церковные звонари в зависимости от характера праздника и богослужения.

Еще больше влиять на эмоциональное восприятие прихожан можно, используя ладовую основу и динамику звонов. Так, если вы имеете в звоннице мажорный лад, то при увеличении темпа звона он вызывает радостное настроение, а при снижении темпа - спокойствие; при минорном ладе ускорение звона вызывает беспокойство (или гнев), а при замедлении - печаль. Правда, такая закономерность в колокольном звоне не всегда однозначна.

Таким образом, звук - это волна, которая в зависимости от её параметров, воздействует на организм человека как положительно, так и отрицательно.

Попытаемся разобраться, что при этом происходит на клеточном уровне.

Звук, как доктор или палач

Звуковая волна, как и любая другая продольная волна, приходит единым фронтом, и её действие продолжается некоторый промежуток времени, в течение которого сохраняется изменённое состояние клеток. С рассеиванием звуковой волны клетки тела возвращаются к качественному состоянию, в котором они находились до прихода волны. При этом человек переживает соответствующие эмоции.

Таким образом, звуки музыки вызывают у слушателей вынужденные эмоции. Вопрос заключается в том, какие вынужденные эмоции создаёт та или иная музыка?

Распространение звуков в пространстве происходит очень быстро. Распространяющиеся сгустки воздуха (волны), чередуются друг с другом с различной частотой. Поэтому и звуки, которые мы слышим, имеют различную высоту.

Воздушные волны, которые имеют наименьшую частоту колебаний, воспринимаются как низкие, басовые (ударные) звуки. И наоборот, волны, чередующиеся с высокой частотой колебаний, воспринимаются слухом как высокие. Учитывая тот факт, что колебания звуковой волны (биения) обозначаются в Герцах (сокращенно Гц), следует обратиться к научной трактовке этой единицы измерения.

Что такое Герц (Hz)?

Герц - единица для обозначения частоты периодических процессов (в нашем случае - частота звуковых колебаний) в Международной системе единиц; международное обозначение: Hz .

1 Гц означает одно исполнение (реализацию) процесса биения за одну секунду, другими словами - одно колебание в секунду. Приблизительно с такой же частотой в спокойном состоянии бьётся человеческое сердце (примечательно, что Herz в переводе с немецкого означает «сердце»).

Например, 10 Гц - десять исполнений такого процесса, или десять колебаний за одну секунду. Если частота воздушной волны в 200 Гц, это значит, колебания плотности воздуха - 200 раз в одну секунду. Таким образом, частота звука измеряется в герцах, то есть в количестве колебаний за одну секунду. Более интенсивные колебания (тысячи колебаний в секунду) измеряются в килогерцах.

Человеческое ухо воспринимает частоту колебания воздуха как высоту тона (звука): чем интенсивнее колебания воздуха, тем выше звук. Ухо человека способно воспринимать не все звуковые частоты. Доказано, что среднестатистический человек не может слышать звуки частотой ниже 20 Гц и выше 20 кГц. При старении человек всё хуже слышит высокие частоты. Музыканты воспринимают звук в чуть большем диапазоне: 16 герц - 22 килогерца. Частотный диапазон, улавливаемый человеческим ухом, условно делят на три части: нижний звуковой диапазон, средний и верхний.

  • 0 - 16 Гц - Инфразвук (сверхнизкий тон)
  • 16 - 70 Гц - Басы
  • 100 - 120 Гц - Мидбас (средние басы)
  • 500 Гц - 1 кГц - Нижнесредние частоты
  • 4,5 - 5 кГц - Средние частоты
  • 5 - 10 кГц - Средневысокие частоты
  • 10 - 20 кГц - Высокие частоты («верха»)
  • 16 - 22 кГц - Ультразвук (сверхвысокий тон)

Звуки, которые превышают значения в 20 кГц, называются ультразвуком (высокие частоты). Хотя ультразвук и не слышен ухом человека, он широко применяется в медицине и других сферах.

Воздействие частот на организм человека

В настоящее время, в результате скрупулезных опытов доказано, что каждый орган человеческого организма резонирует с определенной частотой колебаний. Приведем резонансы некоторых органов:

  • 20-30 Гц (т.е. 20-30 колебаний в секунду) - резонанс головы
  • 40-100 Гц - резонанс глаз
  • 0.5-13 Гц - резонанс вестибулярного аппарата
  • 4-6 Гц - резонанс сердца
  • 2-3 Гц - резонанс желудка
  • 2-4 Гц - резонанс кишечника
  • 6-8 Гц - резонанс почек
  • 2-5 Гц - резонанс рук

В исследованиях часто выделяется звуковые колебания с конкретными числовыми значениями частот, которые резонируют с определенным участком мозга.

Например, низкий Бета-ритм частотой 15 Гц представляет нормальное состояние бодрствующего сознания. Альфа-ритм частотой 10,5 Гц вызывает состояние глубокой релаксации. Все аспекты имеют прямое отношение к воздействию музыки на организм человека.

Хотелось бы обратить особое внимание на периодичность повторения (ритм) низких звуков. Каждая новая низкочастотная звуковая волна приносит с собой изменение клеток в зоне попадания звуковой волны. И всё повторяется вновь. Интервал между моментом завершения действия одной низкочастотной звуковой волны и приходом следующей имеет огромное значение. После «отката» звуковой волны телом клетки производится выброс накопленного избытка концентрации этой материи, и состояние клетки возвращается к исходному.

А если новая звуковая волна приходит до того момента, как клетка ещё не успела вернуться к исходному состоянию? В таком случае звуковая энергия новой волны не позволяет клетке вернуться к исходному состоянию и вынужденно удерживает клетку на этом качественном уровне. Другими словами, периодически повторяющиеся низкочастотные звуки не только провоцируют у человека определённую эмоциональную реакцию, но и в состоянии навязать ему это эмоциональное состояние. Эмоциональные состояния навязываются человеку против его воли, часто даже без понимания с его стороны того, что ему что-то навязывают.

Периодически повторяющиеся низкочастотные звуки в состоянии не только вынужденно удерживать клетку на определённом качественном уровне, но могут вызывать и частичное разрушение её качественных структур. Естественно, это приводит к дестабилизации клетки в целом и частичному разрушению тела клетки, в первую очередь, структур клетки, которые у молодёжи находятся в стадии развития и поэтому легко могут быть разрушены подобным процессом.

Звуковые волны с частотой 6-8 Герц (6-8 биений звуковой волны в секунду), вообще являются оружием. Фронт звуковой волны с данной частотой вызывает такое перераспределение первичных материй при своём прохождении, что вызывает необратимые процессы у высокоорганизованных клеток, которыми являются нейроны мозга. В результате этого возникает перегрузка мозга и нейроны разрушаются, что в итоге приводит к их смерти…

Как учёные объясняют влияние музыки на здоровье?

Вибрация звуков создает энергетические поля, заставляющие резонировать каждую клеточку человеческого организма. Тело «поглощает» энергию, образованную музыкальными звуками (волнами), которая нормализует ритм дыхания, пульс, артериальное давление, температуру, снимает мышечное напряжение. Негармоничная музыка может с помощью электромагнитных волн изменять кровяное давление, частоту сердечных сокращений, ритм и глубину дыхания вплоть до полной его остановки на короткий промежуток времени.

Интересно то, что музыку наш мозг воспринимает одновременно обоими полушариями: левое полушарие отвечает за ритм, а правое - тембр и мелодию. Самое сильное воздействие на организм человека оказывает ритм. Ритмы музыкальных произведений лежат в диапазоне от 2,2 до 4 колебаний в секунду, что очень близко к частоте дыхания и сердцебиения. Организм человека, слушающего музыку, как бы подстраивается под неё. В результате поднимается настроение, работоспособность, снижается болевая чувствительность, нормализуется сон, восстанавливается стабильная частота сердцебиения и дыхания.

Немногим известен случай, произошедший в США во время сверхсекретных испытаний самолетов-невидимок «Стэлс». Когда домохозяйки небольшого городка, расположенного недалеко от секретной авиабазы, стирали в эмалированных тазиках (которые по форме и по некоторым качествам походили на параболическую антенну) белье, то начинали слышать у себя в голове переговоры летчиков с авиабазой. Все дело в том, что несущая частота радиостанций была выбрана нестандартной и оказалась равной одной из резонансных частот организма.

Музыкальные пристрастия

Для многих не секрет, что разным возрастным группам нравится разная музыка. Но мало кто задумывался над вопросом - почему? Дело в том, что одна и та же музыка по-разному влияет на людей, имеющих различный интеллектуальный и нравственный уровень. Музыка предлагает сущности человека определённое качественно состояние, которое может быть в гармонии с его собственным, или является полностью несовместимым.

В первом случае человек чувствует внутренний подъём, радость. При этом реакция происходит на подсознательном уровне и практически не контролируется сознанием человека. При дисгармонии между музыкой и качественной структурой сущности (состоянием человека), у человека может появиться раздражение или другие эмоциональные проявления, побуждающие человека прекратить слушать данную музыку. Подобное реагирование на музыку является защитной реакцией человека.

Давайте попытаемся понять, почему при слушании музыки может появиться защитная реакция? Как музыка воздействует на человека?

Классическая и эстрадная музыка

С одной стороны, не будем исключать так называемый «человеческий фактор». Ведь все люди разные и интерес к музыкальным направлениям также сугубо индивидуален. Однако, такая занимательная наука, как физика позволяет нам взглянуть на этот вопрос совсем в другом ракурсе.

В классической музыке преобладают высокие частоты, которые наиболее полезны для здоровья и интеллекта, хотя и труднее воспринимаются неискушенным слушателем. Важная роль в классике принадлежит средним частотам (в фольклоре европейских народов средние частоты являются основополагающими).

Вы никогда не задумывались, почему так мало людей любят классическую музыку? Теперь вы знаете. Высокочастотные звуки, используемые в музыке стиля Барокко, обладают большей длиной волны, чем наш мозг способен улавливать. Поэтому некоторые люди испытывают дискомфорт при длительном прослушивании «классики», особенно Барокко. А между тем давно известно, что академическая музыка положительно влияет на организм человека.

Музыка времён Баха приводит к тому, что мозг начинает кроме синхронизации работы полушарий генерировать так называемые Тета - волны , что приводит к улучшению памяти, повышению концентрации, внимание гораздо дольше удерживается на предмете изучения. О том, что музыка периода классицизма оказывает положительное влияние на работоспособность мозга, уже известно.

Но в современной эстрадной музыке всё больше преобладают низкие частоты, которые ранее как в классике, так и в народной музыке применялись лишь эпизодически.

Человеческий мозг не очень любит высокочастотные звуки. Этим можно объяснить такую популярность поп-музыки. Звуки её низкочастотны (порядка 40-66 Гц - этот отрезок охватывает нижние и средние басы, не доходя даже до нижнесредних частот). Отсюда и пристрастия людей к «клубной» музыке.

Послушав, например, музыку в стиле 80-х, можно понять, что низкие частоты звука в тот период ещё не применялись, в настоящее же время им уделяется всё большее внимание. Сегодня молодежь убеждена, что низкие частоты звука «украшают» современную музыку, дополняют её той изюминкой, которой не хватало раньше.

На самом деле, сами того не подозревая, они «порабощены» не так самой музыкой, как именно низкими частотами, которые, действуя на организм, как следствие создают определенное эмоциональное состояние. Низкие частоты, которые используются в этой музыке, не напрягают, а даже в какой-то степени зомбируют людей. Здесь не следует путать «человеческий фактор» (т.е. личные пристрастия, не имеющие отношения к физическим и акустическим законам) и научные факты.

Музыка как физическое явление (частота волнового биения) вызывает сходное действие у любого человеческого организма и не только. Аналогичное воздействие испытывают любые живые организмы, как, например, животные и растения. Естественно, не являются исключением и люди.

Влияние звука на воду

Широко известен опыт, показывающий, как музыка влияет на воду. Исследователи ставили между динамиками музыкального центра колбу с водой, включали различную музыку и внезапно охлаждали воду в процессе звучания музыки. После «прослушивания» водой классических симфоний, получались красивые, правильной конфигурации кристаллы с отчетливыми «лучиками». А вот тяжёлый рок превращал воду в замерзшие страшные рваные осколки. Этому на первый взгляд удивительному явлению есть научное объяснение. С точки зрения физики всё очень просто - несовпадение звуковых волн, их хаотичное «биение» по объекту вызывает аналогичный эффект водной массы с хаотичным беспорядочным движением; а замораживание лишь фиксирует состояние воды на данный момент.

У каждого звука своя частота. Слишком высокие или слишком низкие звуки мы не слышим, но, как уже известно, материальны и они. Американские ученые лаборатории Jet Propulsion в Пасадене открыли феномен «звукосвечения». Направляя мощные ультразвуки в стеклянный сосуд с водой, они увидели, как образуются крошечные пузырьки, излучающие голубоватый свет. Этот феномен доказывает реальность физического воздействия звуков на материю, причем, не только слышимых, но и тех, которые человеческое ухо не способно воспринимать.

В качестве примера были произведены элементарные с точки зрения физики опыты по воздействию звука на любые вещества, как органические, так и неорганические, например, воду.

Влияние звука на сахар

Первый опыт демонстрирует воздействие низких звуков (басов) на воду. В результате хаотичных биений звуковых волн, колебания которых не совпадают, образуя антирезонанс, на воде образуется беспорядочная рябь.

Второй опыт демонстрирует воздействие высоких звуков на сахар. Большая часть данного примера сопровождается звуком, который воспринимается слухом. Таким образом, - это ещё не ультразвук (который воспринимается человеком только на уровне подсознания), а используется обычный высокочастотный звук; лишь в конце эксперимента он переходит в сверхвысокое звучание. Соответственно - здесь изначальная частота звука не превышает 20000 Гц (= 20 кГц), примерный диапазон частот - от 100 Гц до 30 кГц.

С ультразвуком (при частоте колебания выше 20 кГц) происходило бы нечто подобное, с той лишь разницей, что длина волны была бы намного меньше, а узоры мельче (что-то похожее на рябь на воде).

Ультразвук с точки зрения физики - это колебание частиц упругой среды. Ученым хорошо известно, что ультразвук способен изменить мембрану клеток (вплоть до летального исхода), разрушить здание и т.п.; в области биофизики и медицины этой теме посвящено немало мыслей. Именно для подтверждения таких выводов представлен данный пример, процесс которого рассматривается ниже:

На вибрационный стенд крепится пластина, затем генератором частот задаётся частота колебаний. Происходящее далее описать несложно - частицы сахара собираются в областях с наименьшей амплитудой. Этот интерферентный узор, названный фигурами Хладни (в честь учёного - Эрнста Хладни), образуется при «встрече» звуковых волн, исходящих из разных точек. Волны при этом могут исходить непосредственно от источника (в данном случае - генератора) или являться отражением первичных волн.

Таким образом, подобный эффект является результатом наложения друг на друга сжатых или разреженных воздушных участков. Как уже известно, в момент образования звучания распространяющиеся сгустки воздуха (волны) чередуются друг с другом с различной частотой.

Хорошо заметно следующая взаимосвязь: чем выше звук, тем мельче узоры рисунка. Меняется частота звука, меняется и форма фигур. В данном случае наглядность опыта зависела не только от источника звука (расположение источника относительно поверхности с сахаром), или от того, как сам ультразвук направлен на пластину, но и от поверхности на которой рассыпан сахар.

Здесь тип поверхности - тонкая пластина - позволяет ультразвуку максимально эффективно действовать на эту поверхность. В результате стол с пластиной интенсивно подвергается волновому колебанию, и, соответственно, подвергает аналогичным процессам частицы сахара. Думается, что если поставить колонку на пол и рядом рассыпать сахар - эффект будет не таким ярким.

Но в любом случае, - звук, как волновое колебание, однозначно и эффективно действует на любой живой организм, в т.ч. и на человеческий. В свете вышерассмотренного следует осторожнее относиться к выбору музыки для прослушивания. Очень важно всегда сознательно и целенаправленно определять параметры её звучания, такие как громкость, продолжительность, насыщенность низкими частотами и т.п.


Собственно говоря, своим существованием человек нагло и демонстративно нарушает второй закон термодинамики. Согласно этому закону, все физические процессы в конечном итоге направлены в сторону энтропии (термодинамического равновесия), а ведь органическая жизнь возникла явно вопреки энтропийной направленности мира. Попробуем вскипятить чайник и выключить газовую горелку. Через энное количество времени температура воды в чайнике сравняется с температурой воздуха. Это и есть грубая модель действия энтропии. Если нет энергетической подпитки извне, любое физическое тело (материя) стремится прийти в равновесие с окружающей средой, приблизиться к максимально хаотическому состоянию. В этом смысле цель бытия материи - энергии - максимально равномерное (и в тепловом, и в динамическом смысле) рассредоточение в пространстве. И вот в этой стройной логической схеме, "как незаконная комета в кругу расчисленных светил", обнаруживается органическая жизнь, стремящаяся противостоять энтропии, создающая антиэнтропийную модель бытия. Внутри человеческого организма (как и у всех других видов органической материи) есть своего рода "газовая горелка", рассчитанная на определенный срок работы. Живой организм - упорядоченная структура, с помощью метаболизма (обмена веществ) противостоящая переходу в равновесие с окружающей средой. Впрочем, еще в 1955 году Эрвин Шредингер возражал против примитивного трактования метаболизма как основы жизни. "...Представляется нелепостью, - писал он, - чтобы главным был именно обмен веществ. Любой атом азота, кислорода, серы и т. п. так же хорош, как любой другой атом того же элемента. Что же достигается их обменом? Одно время наше любопытство удовлетворялось утверждением, что мы питаемся энергией. В ресторанах некоторых стран вы могли бы найти карточки-меню, указывающие цену каждого блюда и содержание в нем энергии (калорий). Нечего и говорить, что это нелепость, ибо во взрослом организме содержание энергии так же постоянно, как и содержание материи. Каждая калория, конечно, имеет ту же ценность, что и любая другая, поэтому нельзя понять, чему может помочь простой обмен калорий". Что же тогда составляет драгоценное нечто, содержащееся в нашей пище, что предохраняет нас от смерти? На это легко ответить, считает Шредингер. "Каждый процесс, явление, событие (назовите его, как хотите), короче говоря, все, что происходит в Природе, означает увеличение энтропии в той части Вселенной, где это имеет место. Так и живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию, или, иначе, производит положительную энтропию и, таким образом, приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, представляющему собой смерть. Он может избежать этого состояния, то есть оставаться живым, только постоянно извлекая из окружающей его среды отрицательную энтропию, которая представляет собой нечто весьма положительное, как мы сейчас увидим. Отрицательная энтропия - это то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождаться от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока он жив". Разъясняя механизм задержки перехода живого организма к термодинамическому равновесию (т.е. к смерти), неуклюжее выражение "отрицательная энтропия" Шредингер заменяет выражением "энтропия, взятая с отрицательным знаком, которая "есть сама по себе мера упорядоченности". Человеческий организм может противостоять смерти, лишь поддерживая себя на достаточно высоком уровне упорядоченности. Для этого ему нужно извлекать упорядоченность ив окружающей среды, дабы компенсировать энтропийные процессы, идущие в клетках. Вот почему живой организм не может питаться химическими веществами в первозданном виде, то есть - находящимися на низкой стадии упорядоченности. Нам для питания необходимо крайне хорошо упорядоченное состояние материи в более или менее сложных органических соединениях. Следующий вопрос, который мы задаем себе, исходя из теории "отрицательной энтропии", таков: почему же мы все-таки умираем, несмотря на то, что можем отлично питаться "органической упорядоченностью"? Умирают даже миллионеры, которые могут поглощать "отрицательную энтропию" любого качества и количества. Дело в том, что противостоянием энтропии в нашем организме заведует специальная программа, заложенная в наших генах. Программа эта рассчитана на определенный срок работ, после которого приводные ремни управления организмом рвутся, и тело начинает разрушаться по частям. (К вопросу о том, кто заложил в нас эту программу, мы еще вернемся.) Раньше ученые считали, что клетки человека могут делиться бесчисленное количество раз. Но Леонард Хайфлик обнаружил печальное для нас качество клеток - предел их деления. Таким образом, подтвердилась блестящая догадка Шредингера о сходстве между часовым механизмом и организмом. Это сходство, по словам физика, просто и исключительно сводится к тому, что в основе последнего лежит твердое тело - апериодический кристалл, образующий наследственное вещество, не подверженное воздействию беспорядочного теплового движения. "Но, пожалуйста, не ставьте мне в вину, - кокетливо оправдывается Шредингер, - что я будто бы называю хромосомные нити "зубцами органической машины", но крайней мере, не делайте этого без ссылки на те глубокие физические теории, на которых основано сходство. Потому что действительно не нужно большого красноречия, чтобы напомнить основное различие между ними и оправдать для биологического случая эпитеты - новый и беспрецедентный. Наиболее поразительными различиями являются, во-первых, своеобразное распределение "зубцов" в многоклеточном организме и, во-вторых, то, что отдельный зубец - негрубое человеческое изделие, а прекраснейший шедевр, когда-либо созданный по милости Господней квантовой механики".

Славянский амулет изготавливается строго индивидуально под своего владельца с использованием информации об имени и дате рождения. Начинается все в местной кузнице, где раскаленный сплав трех металлов обретает форму круга — древнего символа цикличности жизни. Лицевая и обратная стороны обтачиваются вручную.

После этого старейшина общины — Человек большой Силы — совершает специальный обряд с древними проговорами, в процессе которого на амулет наносится клеймо в виде могущественной руны.

В основе амулета - сочетание металла и камня, отражающее единение физического и духовного в человеке. Красный камень воздействует на энергетические центры и пробуждает в человеке столп энергии любви, которая притягивает в жизнь нужных людей и нужные события.

Книга Шредингера “Что такое жизнь? С точки зрения физика” сыграла немалую роль в проникновении идей физики в биологию. Имя Шредингера хорошо известно всем физикам и химикам мира. Поэтому его книга способствовала тому, что их внимание было привлечено к проблемам биологии. Книгу цитируют во многих работах, посвященных теоретической биологии, в том числе и в самых последних.

За последние 30 лет биология добилась больших успехов. В ряду самых значимых открытий биологии XX в. стоит установление структуры молекулы ДНК. Честь этого открытия принадлежит Ф. Крику, Дж. Уотсону и М. Уилкинсу. Опыты показали, что наследственные признаки одной бактериальной клетки могут быть переданы другой при помощи очищенного препарата ДНК.

Важный и часто обсуждаемый вопрос заключается в том, как физика и химия могут объяснить те явления в пространстве и времени, которые происходят внутри живого организма?

Шредингер пришел тогда к выводу: «Хотя современные физика и химия не могут объяснить эти процессы (происходящие в живом организме), нет никаких оснований сомневаться в возможности их научного объяснения».

Шредингер написал книгу «Что такое жизнь с точки зрения физика», которая оказала существенное влияние на развитие биофизики и молекулярной биологии. В этой книге внимательно рассмотрено несколько важнейших проблем. Первая из них - термодинамические основы жизни. На первый взгляд имеется решительное противоречие между эволюцией изолированной физической системы к состоянию с максимальной энтропией, т.е. неупорядоченностью (второе начало термодинамики), и биологической эволюцией, идущей от простого к сложному. Шредингер говорил, что организм «питается отрицательной энтропией». Это означает, что организмы и биосфера в целом не изолированные, но открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой и веществом, и энергией. Неравновесное состояние открытой системы поддерживается оттоком энтропии в окружающую среду. Вторая проблема - общие структурные особенности организмов. По словам Шредингера, организм есть апериодический кристалл, т.е. высокоупорядоченная система, подобная твердому телу, но лишенная периодичности в расположении клеток, молекул, атомов. Это утверждение справедливо для строения организмов, клеток и биологических макромолекул (белки, нуклеиновые кислоты). Понятие об апериодическом кристалле важно для рассмотрения явлений жизни на основе теории информацию.

Шредингер в своей книге пишет:“Наиболее существенную часть живой клетки - хромосомную нить - можно с полным основанием назвать апериодическим кристаллом. В физике мы до сих пор имели дело только с периодическими кристаллами. Для физика периодические кристаллы являются весьма интересными и сложными объектами; они составляют одну из наиболее очаровательных и сложных структур, которыми неодушевленная природа приводит в замешательство интеллект физика. Однако по сравнению с апериодическими кристаллами они кажутся несколько элементарными и скучными. Различие в структуре здесь такое же, как между обычными обоями, на которых один и тот же рисунок повторяется с правильной периодичностью, и шедевром вышивки, скажем рафаэлевским гобеленом, который повторяет сложный, последовательный и полный замысла рисунок, начертанный великим мастером”.

Третья проблема - соответствие биологических явлений законам квантовой механики. Обсуждая результаты радиобиологических исследований, проведенных Тимофеевым-Ресовским, Циммером и Дельбрюком, Шредингер отмечает квантовую природу радиационного мутагенеза. В то же время применения квантовой механики в биологии не тривиальны, так как организмы принципиально макроскопичны. Шредингер задает вопрос: «Почему атомы малы?». Этот вопрос лишен смысла, если не указано, по сравнению с чем малы атомы. Они малы по сравнению с нашими мерами длины - метром, сантиметром. Но эти меры определяются размерами человеческого тела. Следовательно, говорит Шредингер, вопрос следует переформулировать: почему атомы много меньше организмов, иными словами, почему организмы построены из большого числа атомов? Действительно, число атомов в наименьшей бактериальной клетке имеет порядок 109. Ответ на вопрос заключается в том, что необходимая для жизни упорядоченность возможна лишь в макроскопической системе, в противном случае порядок разрушался бы. Наконец, Шредингер задавался вопросом об устойчивости вещества генов, построенного из легких атомов С, Н, N, О, Р, на протяжении множества поколений. Ответ на этот вопрос дала позднее молекулярная биология, установившая двуспиральное строение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Сегодня имеются все основания утверждать, что современная физика не встречается с границами своей применимости к рассмотрению биологических явлений. Трудно думать, что такие границы обнаружатся в будущем. Напротив, развитие биофизики как части современной физики свидетельствует о ее неограниченных возможностях. Приходится, конечно, вводить новые физические представления, но не новые принципы и законы. Понятие жизнь охватывает множество явлений, имеющих различные степени сложности.

Шредингер дает следующее определие жизни:
“Жизнь - это упорядоченное и закономерное поведение материи, основанное не только на одной тенденции переходить от упорядоченности к неупорядоченности, но и частично на существовании упорядоченности, которая поддерживается все время. Когда мы считаем материю живой? Тогда, когда она продолжает “делать что-либо”, двигаться, участвовать в обмене веществ с окружающей средой и т. д., - все это в течение более длительного отрезка времени, чем, по нашим ожиданиям, могла бы делать неодушевленная материя в подобных условиях. Как же живой организм избегает перехода к равновесию? Ответ достаточно прост: благодаря тому, что он питается, дышит и (в случае растений) ассимилирует. Для всего этого есть специальный термин - метаболизм”.

Только постоянно используя приток свободной энергии, система может непрерывно обновляться и этим тормозить свое падение в состояние термодинамического равновесия, которое Эрвин Шредингер метко назвал состоянием смерти. Характерный для процессов жизни динамический порядок может поддерживаться только за счет постоянной компенсации производства энтропии. Следующим необходимым условием является способность к самовоспроизведению. Все молекулы и специфические упорядоченные структуры имеют ограниченное время жизни из-за теплового движения. Чтобы не потерять накопленную в них информацию, они должны успевать до своего распада построить хотя бы одну идентичную копию, содержащую план строения и функционирования исходной структуры. Любое биологическое упорядочение направляется информацией.

В заключении Шредингер приходит к выводу:“Все известное нам о структуре живой материи заставляет ожидать, что деятельность живого организма нельзя свести к проявлению обычных законов физики. И не потому, что имеется какая-нибудь “новая сила” или что-либо еще, управляющее поведением отдельных атомов внутри живого организма, а потому, что его структура отличается от всего изученного нами до сих пор в физической лаборатории.”