Время и политика. Введение в хронополитику. Глава 2. Время в науках о природе (А. Ю. Сунгуров, 2016)

2.1. Астрономическое и физическое время

В термине «астрономическое время» заложено два смысла. С одной стороны, если рассматривать астрономию в ряду таких наук, как геология и биология, то под астрономическим временем можно понимать как временные характеристики астрономических процессов и событий – ив этом случае размерность астрономического времени уже будет составлять миллиарды лет – периоды, соизмеримые с временем жизни звезд, планет, галактик. С другой стороны, именно из наблюдения Солнца как светила, которое каждый день восходит и заходит (ритмическая повторяемость), возник сам отсчет времени в человеческой истории. Как известно, самый простой для наблюдения видимый периодический процесс – движение Солнца по небосводу и связанная с этим смена дня и ночи. В древнем Риме для измерения времени были выбраны контрольные точки рассвета и заката, принятые за 0 и 12 часов соответственно. Понятно, что эта схема несовершенна: зимой дни короче, чем летом, и поэтому в один час в июне можно успеть сделать существенно больше, чем в один час в декабре. Соответственно, следующим шагом в совершенствовании измерения времени по солнцу было использование видимого солнечного времени, когда полдень – время наивысшего положения солнца над горизонтом – принято за 12 часов, а интервал между полуднями – видимый солнечный день – поделён на 24 часа.[41] Как известно, для измерения времени использовалось и движение Луны по небосводу, включая и ее фазы, что позволило использовать 28-суточный цикл – «лунный месяц». При развитии астрономии и в результате «коперниковской революции», когда Земля уже перестала быть центром вселенной, стало ясно, что круговые или эллиптические вращения небесных тел вокруг некоторых центров (например, годовой период вращения Земли вокруг Солнца) – это форма существования всех крупных астрономических тел. Соответственно, мы можем сделать вывод, что такие понятия, как циклы или периодические колебания, являются одной из отличительных характеристик астрономического времени.

В большинстве случаев, впрочем, под астрономическим временем понимается не столько время, специфическое для астрономических объектов, сколько принятая у нас на Земле традиционная система измерения времени или летосчисления, которая, прежде всего включает период вращения планеты Земля вокруг Солнца – один год и период вращения вокруг своей оси – одни сутки[42]. Именно этих характеристики движения небесных тел, которые мы можем измерить (но которые не зависят от нас), и стали основой для измерения времени в человеческой цивилизации. Соответственно, это измеряемое время и стали называть астрономическим, или абсолютным временем. Это, конечно, только самое поверхностное описание. Так, астрономическое время содержит в себе понятия звездного времени и солнечного времени. Для определения среднего солнечного времени астрономы используют наблюдения не самого солнечного диска, а звезд. По звездам же определяется т. н. звездное, или сидерическое (от лат. siderius – звезда или созвездие), время. С помощью математических формул по звездному времени рассчитывается среднее солнечное время[43].

Подчеркнем здесь также, что в реальности мы живем не столько по этому нейтральному астрономического времени, сколько в его модификации, вызванной как социальными, так и политическими причинами. Так, известно, что в 1930 году в СССР было введено так называемое «декретное время», в соответствии с которым стрелки часов везде были переведены на один час раньше. Официальной причиной была экономия электроэнергии по стране – более полном использовании светлого времени суток. Мало кто помнит, что в 1991 году, сразу после распада СССР, в России была попытка отменить декретное время, чтобы «вернуться в общее цивилизационное поле», и около года мы жили по мировому, солнечному времени. Оказалось, однако, что весь социально-культурный уклад жизни настолько перестроился на декретное время, что вскоре по решению правительства страна снова на него вернулась[44]. Вскоре в России стали также использовать уже принятую во многих странах практику перехода на летнее время, в итоге летом у нас (вплоть до Указов третьего президента РФ Д.А. Медведева, к которым мы вернемся позже) стрелки были переведены на 2 часа вперед по сравнению с солнечным временем.

Тот факт, что введение отличного от других стран «декретного времени» вызван не только экономическими, но и политическими причинами подтверждает и декрет Уго Чавеса. Стрелки часов в Венесуэле были переведены на полчаса назад, и теперь местное время отстает от универсального координированного (всемирного, или гринвичского) на четыре с половиной часа. «По словам Чавеса, смена времени поможет жителям чувствовать себя комфортнее, поскольку они будут просыпаться при дневном свете, а школьники будут приходить на занятия полными энергии. «Пусть меня назовут сумасшедшим, но новое время наступит», – приводит его слова ВВС News. В то же время некоторые полагают, что Чавес решил перевести стрелки только ради того, чтобы часовой пояс Венесуэлы отличался от часового пояса США»[45]. К семантическому многообразию выражения «Новое время наступит», также как и «Время, вперед!» мы вернемся позже. Здесь же отметим, что наряду с нейтральным, позитивистски окрашенным «изучением времени», мы уже здесь, при анализе времени астрономического, сталкиваемся с чувственно окрашенным выражением «восприятие времени», инструментально окрашенным «использование времени» и активистски окрашенным «изменение (хода, скорости) времени». И все эти смыслы и коннотации играют свою роль, оказывают влияние на процессы в социуме, а тем более, на инновационные процессы, которые сами являются «возмутителями» сложившегося хода времени в том или ином сообществе или государстве. Пока же обратимся снова к событиям в астрономической сфере.

Мы должны отметить, что ритмические изменения по крайней мере таких небесных тел, как звезды, связаны не только с «кинетикой» – их вращением вокруг центра тяжести, но «динамикой» – физическими процессами, прежде всего – ядерными реакциями, происходящими внутри самих звезд. Достаточно точно наличие ритмов, или циклов активности внутренних процессов установлено для Солнца, но нет никаких причин считать это уникальным свойством только нашей звезды. Наиболее известен 11-летний ритм солнечной активности, наблюдаемым оптически отражением которого являются «пятна» на Солнце – более темные по сравнению с остальной поверхностью солнечного диска участки. Этот цикл был открыт аптекарем и астрономом-любителем Генрихом Швабе и подтвержден директором обсерватории в Цюрихе Робертом Вольфом, который исследовал изменение активности солнца при помощи предложенного им индекса Вольфа, пропорционального количеству солнечных пятен и их групп за два с половиной столетия. Сегодня выделяют и более продолжительные циклы – например, 22-летний (цикл Андерсона), 35-летний (цикл Брюкнера, вековой (80-130 лет) и ряд еще более продолжительных циклов[46].

Обратимся теперь к физическим процессам на противоположном конце «шкалы размерностей времени» – с «временем жизни» в доли секунды. Отметим, что само понятие «времени жизни» связано с таким свойством времени, как его «дление». По мере изучения окружающего мира, анализируя его в рамках современного, модернистского представления о времени, мы постепенно понимаем, что каждое явление имеет свое начало и свой конец. Так, в ядерной физике одним из наиболее интегральных параметров является время жизни атомов и молекул, под этой величиной понимается время, близкое к периоду полураспада того или иного элемента. Как мы знаем, для разных элементов таблицы Менделеева это время жизни может составлять от доли секунды (нестабильные элементы) до десятилетий и столетий (стабильные элементы). И на этом конце шкал «размерности времени», на уровне атом и молекул, мы также можем говорить о наличие внутренних колебаний этих объектов, только их период составляет уже миллионные или миллиардные доли секунды.

Точность же этих колебаний столь велика, что во второй половине XX века именно «атомные часы», в которых в качестве постоянного периодического процесса используются собственные колебания атомов или молекул, стали использовать в качестве стандарта времени, вместо применявшегося ранее астрономического стандарта. В итоге с 1967 года международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 (девять миллиардов сто девяносто два миллиона шестьсот тридцать одна тысяча семьсот семьдесят) периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя уровнями основного состояния атома изотопа Цезий-133. Согласно этому определению атом цезия является стандартом для измерений времени и частоты[47].

Отметим здесь еще одну особенность рассматриваемых физических процессов, которую удалось зафиксировать с участием автора этих строк по крайней мере на примере радиоактивного распада препарата меченного тимидина. В рамках наших совместных экспериментов с профессором Института биофизики АН СССР С.Э. Шнолем, проводимых в первой половине восьмидесятых годов прошлого века, удалось показать синхронность флуктуаций скорости радиоактивного распада этого препарата (измерения проводились в пригороде Ленинграда – пос. Песочный) с флуктуациями одновременно измеряемых биохимических процессов, принятых в лаборатории С.Э. Шноля (Пущино, Московская область) за эталонные[48].

Термин «Физическое время», также как и время астрономическое, часто используется для обозначения некоего «абсолютного», равномерного и однородного времени, в котором развертываются все события природной и общественной жизни, и которое никак не зависит от нашей позиции или деятельности. Собственно, именно с изменением наших представлений о времени и пространстве в конце средних веков, с постепенным признанием одинаковых свойств времени в разных точках и регионах Земли связано и становление современной естественной науки – так как лежащее в ее основе требование воспроизводимости результатов экспериментов основано именно на представлении об однородности времени. Долгое время наука жила именно с такими представлениями, которые утвердились со времени Ньютона. Однако, и это очень важно для нашей темы, после появления теории относительности А.Эйнштейна, на смену представлений об абсолютном времени пришла концепция времени относительного, которое уже зависит от скорости движения наблюдателя. Тем не менее, хотя сегодня, спустя уже почти сто лет со времени появления теории относительности Эйнштейна, мы должны понимать относительность времени именно при изучении физических процессов, в широком, в том числе и широком научном обиходе, по прежнему используется понятие физического времени как синоним времени абсолютного.

Представим здесь также позицию А.П. Левина, достаточно емко сформулировавшего проблематичность для многих естествоиспытателей чисто физикалистского подхода ко времени: «Физическое «время события – это одновременное с событием показание покоящихся часов, которые находятся в месте события»[49], то есть свойства физического времени совпадают со свойствами физических часов. В качестве часов физика предлагает набор функциональных способов измерения промежутков времени, основанных на эталонах изменчивости исключительно физических объектов. Умение же измерять какую-либо величину не служит гарантией понимания ее природы. Классический пример несоответствия умения пониманию – термометр, который прекрасно измерял температуру как во времена флогистона, так и после появления молекулярно-кинетической теории [выделено А.Левичем]. Естествоиспытателей не всегда устраивает физический контекст представлений о времени, которое измеряется физическими часами и мыслится точками оси действительных чисел. Физика «опространстливает» время, исключая становление – свойство времени, описываемое не в терминах «раньше-позже», а посредством представлений о прошлом, настоящем и будущем»[50].

В заключение этого раздела приведем характеристики физического времени (в рамках классической физики), представленные в книге Н.И.Моисеевой с соавторами[51]:

1. Структура времени. Время состоит из трех частей (прошедшее, будущее, настоящее), следующих друг за другом.

2. Структура настоящего времени. Структура настоящего не рассматривается, в схемах оно приравнивается к прошедшему и будущему, являясь более кратким.

3. Направление хода времени. Необратимое течение времени от прошлого к будущему в виде «стрелы времени».

4. Характер течения времени. Равномерное течение времени.

5. Связь времени с другими физическими явлениями. Время связано с пространством и не зависит от особенностей физического мира.

6. Временной миропорядок. Время единственно, универсально, абсолютно.

2.2. Геологическое время

В естествознании категория специфического времени стала впервые применяться, по-видимому, в геологии. «Время геологическое – промежуток времени, в течение которого образовались слои горных пород, соответствующие части яруса геологического или единицам местной стратиграфической шкалы (свите, пачке, горизонту и т. д.)»[52]. Представление о целесообразности описывать геологическую историю Земли в особом геологическом времени впервые выдвинул Г. Фюксель (1722–1773), который высказал мысль «о возможности использования документов геологической летописи в качестве часов, позволяющих определять длительности отдельных этапов развития Земли»[53].

Первая международная геохронологическая шкала была принята на сессии Международного геологического конгресса в Болонье в 1881 году. Геологическая летопись в представленной шкале была подразделена на эры, периоды, эпохи и века, отвечающие фазам обновления органического мира. Этим фазам хронологически тождественны стратиграфические подразделения соответствующих рангов – эратемы (группы), системы, отделы, ярусы[54].

Подчеркивая специфику геологического времени, И.В.Круть пишет: «…всякий материальный объект обладает физической организацией, в том числе физическим пространством и временем. Но если этот объект является к тому же еще и химическим или еще имеет геологическую или биологическую организацию, то ему должны быть присущи и соответствующие пространства и времена, наряду, конечно, с физическими… Понятие о геологическом времени едва ли не первым нарушило физический “абсолютизм” именно потому, что оно сразу… основывалось на специфической геологической топологии и метрике»[55]. Об естественности использования понятия времени (одновременности) в геологии пишет и Р.И. Пименов: «Иногда отношение одновременности словно бы навязывается самой природой изучаемого объекта, скажем, слой (страты) в геологии. То, что встречается в одном и том же, явно не смещенном и без следов перемешивания слое, хочется назвать – и называют – одновременным»[56]. Об особых свойствах геологического времени писал и В. И. Вернадский[57].

Анализируя проблема времени в геологии, И.А.Хасанов отмечает, что она обусловлена не тем, что геологические процессы объективно протекают в особом геологическом времени, а тем, что оказалось крайне сложно, а во многих случаях просто невозможно, связать события геологической истории Земли с астрономической шкалой времени. «В этих условиях предлагаемые некоторыми исследователями особые шкалы “геологического времени”, в которых в качестве единицы длительности используются длительности тех или иных геологических процессов, представляют собой концептуальные времена тех теоретических реконструкций (моделей) геологической истории Земли, которые удается построить на основе сохранившейся геологической летописи»[58]. В геологии произошло как бы раздвоение на реальное геологическое время, под которым понимаются специфические хронологические отношения геологических объектов и концептуальное геологическое время, совпадающее с временем физическим[59]. Наряду с использование понятия «геологическое время», стали говорить также о множестве геологических времен[60].

В неживой природе отчетливой направленностью (то есть темпоральной анизотропией) обладают такие процессы, как выравнивание рельефа, формирование магматических и осадочных горных пород (в интервалах между повторными горообразованиями, расплавлениями и размываниями), выветривание пород и другие. Близки по характеру, хотя и характеризуются меньшими (в «астрономическом» измерении) значениями собственных времен, и изменения такого природного феномена, как почва. Как отмечает А.Д. Арманд, для всех этих феноменов характерна своя иерархия характерных времен. «В рельефе раньше всего происходит выравнивание не закрепленных растительностью песчаных форм, затем – неровностей, образованных в нестойких осадочных породах, потом – кристаллических породах. Для процессов формирования почв выстраивается свой ряд характерных времен: изменение температуры почвы, адаптация почвенных бактерий и беспозвоночных (самостоятельный ряд), миграция подвижных веществ, образование почвенной подстилки, образование развитого профиля почвенных горизонтов, образование профиля коры выветривания»[61]. Характерные времена этих процессов представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Характерные времена геолого-географических процессов[62]

На наш взгляд, можно использовать понятие «геологическое время» как оценку размерности периодов времени, описывающих геологическое процессы, т. е. геологическое время – это периоды порядка миллионов и десятка миллионов лет. Именно в этом смысле часто использовал понятие геологического времени В.И.Вернадский, который изучал, в частности, «процессы изменения геологического облика Земли» и влияние на эти процессы биологического вещества нашей планеты. Именно в результате исследований этих изменений и их причин он и пришел к представлению о специфических свойствах (например, анизотропности) геологического и биологического времен[63]. Более подробно проблема геологического времени обсуждается в книге «Развитие учения о времени в геологии»[64] и в ряде других публикаций[65].

Изучение геологических процессов приводит исследователей к выводу о том, что «время – одно из средств обнаружить и зафиксировать различия между событиями или предметами. Аналогичный смысл имеют даты или названия эпох истории человеческого общества, стадии выравнивания рельефа, сукцессии растительности или развития городской агломерации. Смысл датирования состоит в том, что состояние рассматриваемого предмета, системы становится возможным сравнить с некоторым другим, принятым за реперное. Часто это состояние той же системы в настоящее время или в момент, принятый за начало отсчета: образование земной коры, выделение человека из животного мира и т. п. Ясно и обратное: если видимых изменений не происходит, то представление о времени оказывается излишним»[66].

В этом разделе стоит отметить и труды Е.В. Максимова, специалиста в широкой области от палеогляциологии до сейсмологии и тектонике материков. Отталкиваясь от работы российского гляциолога А.Н. Шитникова, выявившего 1850-летний ритм изменений увлажненности нашей планеты[67], что приводило в частности к наступлениям и отступлениям ледников, теорию которого он подтвердил на примерах многих горных систем, Е.В. Максимов предложил свою модель геологического ритма, включающего и развитие горных систем и движение материков. Более того, в своих работах он связал эти ритмы планеты Земля, с пульсационно-ритмическим режимом планет земной группы Солнечной системы. По его мнению, в основе этих ритмов лежит система космических ритмов, возбуждаемых упорядоченными изменениями гравитационного поля Вселенной[68].

И в заключение раздела о геологическом времени – строки Федора Тютчева:

2.3. Биологическое время

В биологии, науке о жизни и о живых существах, мы снова, но еще более явно сталкиваемся с ограниченностью жизни ее объектов. И здесь, также как и в атомной физике, мы видим, с одной стороны, долгоживущие объекты, которые уже лучше называть существами – десятки лет и даже (но редко) более сотни лет, и, с другой стороны, существа – однодневки, типа мотыльков и иных насекомых. В этом случае понятие времени жизни – как периода между рождением и смертью – является также важной характеристикой живых существ, но уже не исчерпывает собой понятия «биологического времени», как это было в случае времени геологического, или иных времен, описывающих неживые объекты. Жизнь каждого существа – это путь, наполненный событиями, каждое из которых, с одной стороны, является уникально-неповторимым, а с другой – стадией пути от рождения к смерти.

Этот жизненный цикл – мы вводим термин «цикл», так как налицо повторение основных этапов развития в жизни каждого индивида – в свою очередь является элементом развития цикла жизни колонии одноклеточных или популяции, если речь идет о животных. В свою очередь организм животных (и человека) состоится из клеток, каждая из которых также проходит свой жизненный цикл. Таким образом, мы может говорить о двух или трех (для животных, например) уровнях, пластах биологического времени – порядка суток (ритм делящихся клеток), порядка десятков лет – для самих животных, и порядка сотен или скорее тысяч лет – для популяций.

К биологическим циклам или ритмам, как важнейшим свойствам биологического времени мы вскоре вернемся, сейчас же остановимся на определении самого биологического времени, при формулировке которого многие авторы подразумевают его сущностное отличие от времени физического или астрономического. Как отмечал в своей работе психолог и философ З.Г. Ровенский, «это отличие определяется тем, что биологическое время, в противоположность солнечному, измеряется «событиями», происходящими в биологических системах, – интенсивностью обменных процессов, частотой биологических ритмов, скоростью переработки информации. И поскольку в пределах одного интервала физического времени может произойти не одно число «событий» в биологической системе, то биологическое время, измеряемое количеством таких событий, не будет совпадать с солнечным временем»[69].

Именно начиная с биологического уровня можно говорить уже о времени как о скорости событий в жизни организма. Так, в одном из сборников по теории систем, собственное (биологическое) время системы определялось как отношение единицы физического времени к числу однообразных событий, происшедших за единицу времени в пределах данной системы[70].

В семидесятых-восьмидесятых прошлого века российским палеоботаником, эволюционистом и теоретиком биологии С.В. Мейеном была разработана оригинальная типологическая концепция времени, в рамках которой время рассматривалось в зависимости от разнообразия объектов, их типологии. Он считал, что понятие времени фундаментально, и его суть можно лишь выразить путем его соотнесения с небольшим числом интуитивно ясных, неопределяемых понятий, которые не содержат в неявной форме представлений о времени. Этим условиям не отвечает, в частности, понятие процесса, которое, по мнению Мейена, является времясодержащим, поэтому определять время как процесс означает, по Мейену, допускать тавтологию[71].

После поисков С.В. Мейен остановился на понятиях индивид, изменчивость и упорядоченность (ряд, множество, порядок и т. п.). Обычно, – рассуждал он, – мы относим понятие изменчивости к множеству объектов, которые упорядочиваем по сходству и различию. Интуитивно ясно и понятие индивида. Но представим себе отнесение понятия изменчивости к индивиду. Это и будет его индивидуальное время.

В своей концепции Мейен подчеркивал три обстоятельства. Прежде всего, время ставится в однозначное соответствие с таксономической или, на философском языке, качественной определенностью объектов. Во-вторых, содержание времени ставится в прямую зависимость от наблюдателя, от выбора им параметров изменчивости соответствующих индивидов и таксонов, от особенностей его личного, психологического времени. В-третьих, такое представление о времени не обязательно связано с часами. Это особенно важно для биологии и геологии, где временные свойства нередко изучаются в отсутствие метрики, заданной стандартными единицами. В то же время, метрика легко вводится в развиваемое представление о времени с помощью часов, как индивидов, изменчивость которых циклична, а циклы регистрируются счетчиками[72]. Интерпретируя концепцию С.В.Мейена, другой российский специалист по теоретической биологии, С.В.Чебанов, определяет кратко время (биологическое) как аспект изменчивости, отнесенный к одному индивиду[73].

Известна также попытка связать понятие биологического времени с конкретным биологическим (физиологическим) процессом в организме. Так, французский биолог и медик И. Л. де Нуйи связывал биологическое (или, точнее, физиологическое) время с процессом залечивания ран. Измеряя скорость залечивания раны величиной 20 квадратных сантиметров, он установил, что с увеличением возраста животного скорость затягивания такой раны уменьшается. Следовательно, при измерении биологического времени скоростью физиологических процессов, с увеличением возраста происходит замедление биологического времени[74]. Предполагается также, что в случае измерения времени степенью накопленной упорядоченности, убыванием или ростом энтропии, ростом информации (негативной энтропии), время эволюционного процесса, как и время индивидуального развития, течет неравномерно – чем выше ступень эволюции, тем быстрее течет время, поскольку происходит рост уплотнения событий, повышается организация[75].

Как отмечает по этому поводу в своей книге «Понятие времени в структуре научного знания» В.П. Казарян, для биосистемы моменты физического времени не равноценны: одни из них ближе к смерти системы, другие – к моменту рождения и расцвета[76]. Практически об этом же писал столетие назад и В. И. Вернадский: «бренность жизни нами переживается как время, отличное от обычного времени физика. Эта длительность – дление»[77].

Занимаясь исследованиями роста растений и живых организмов различного уровня и работая в начале 20-х годов в Латвии, Гастон Бэкман сформулировал концепцию «органического времени» растений и животных. Итоги своих многолетних наблюдений он подвел позже, уже работая в Швейцарии. В своей книге «Рост и органическое время» он писал: «Рост лежит в корне жизни и является надежным выражением самой сущности жизни… Возможность предсказания событий течения жизни из роста заключается в знании того, что организмы обладают своим собственным временем, которое я обозначаю как “органическое время”»[78]. Исходя из таких представлений, Гастон Бэкман на основании измерения скорости роста конкретного организма или особи на ранних стадиях роста мог достаточно точно спрогнозировать время жизни и определенных характеристики развития этого организма или особи. Эти исследования продолжил позже советский латвийский биолог А.М. Мауринь, который выявил корреляцию скорости роста проростков абрикоса в ботаническом саду Латвийского университета и их скороплодностью[79].

Значение длительности фаз развития на ранних стадиях жизни была показано также на других живых объектах – различных животных в исследованиях коллектива под руководством Т.А. Детлаф в институте биологии развития им. Н.А.Кольцова в Москве. Эти исследования позволили выбрать в качестве меры времени, сопоставимой у большинства из них, продолжительность одного митотического цикла в период синхронных делений дробления, обозначенную символом То. Продолжительность То равна интервалу между появлением одноименных фаз митоза двух последовательных делений дробления. Это собственное время было близким у родственных организмов и также позволяло делать определенные прогнозы как в развитии популяции организмов, так и при изучении влияния на них различных воздействий[80]. Известный советский биолог А.А.Нейфах высказал также предложение называть эту величину детлафом[81].

Наряду с неравномерностью «векторного» биологического времени, связанного с бренностью жизни живых существ, особенностью этого вида времени является наличие разнообразных биологических ритмов, которые являются формой темпоральной организации большинства биологических процессов[82]. Для животных и других многоклеточных организмов основным таким ритмом является около суточный ритм, ритм сна и бодрствования, который коррелирует и с ритмом деления большинства растущих клеток организма[83]. Важно отметить, что околосуточные (циркадианные) ритмы характерны и для многих, если не большинства физиологических функций организма, включая и выработку различных гормонов и иных внутренних продуктов. С другой стороны, суточный ритм характерен и для уровня устойчивости организма к разнообразным внешним воздействиям, включая чувствительность к ядам или действию ионизирующей радиации[84].

Вместе с околосуточными в организме выделяют также ультра-дианные ритмы – ритмы длительностью меньше суток, например – концентрация внимания, уменьшение болевой чувствительности вечером, процессы секреции, цикличность фаз, чередующихся на протяжении 6-8-часового нормального сна у человека. Двигаясь еще дальше, к меньшим периодам, мы увидим околочасовые ритмы, в частности, ритмы синтеза белка, приводящие и к околочасовым ритмам изменения клеточных размеров в одноклеточных культурах[85]. Еще более кратким является ритм дыхания человека и животных – несколько минут, и, наконец, околосекундный ритм сокращений сердечной мышцы. В близких интервалах частот лежат и ритмы активности коры головного мозга.

Разнообразны и так называемые инфрадианные ритмы, к которым относят все биоритмы длительностью более суток. Среди наиболее известных из них является менструальный цикл у женщин, а также окологодовые циклы активности (крайним случаем которых является цикл «спячка-бодрствование» у некоторых животных). В некоторых исследованиях – уже исключительно на примере человека – показывается наличие циклов творческой активности с периодом около семи лет[86].

Если же обратиться к популяциям организмов, то мы выходим на разнообразные ритмы возникновения эпидемий, заболеваемости различными болезнями, а также урожайности сельскохозяйственных растений, которые хорошо коррелируют с 11-летним циклом солнечной активности[87].

Вопрос о происхождении, природе этих разнообразных ритмов является предметом горячих дискуссий ученых. В дискуссиях обсуждаются две основные гипотезы – об эндогенном (внутреннем) и экзогенном (внешнем) источнике биоритмов. Господствующей в настоящее время является точка зрения о том, что чем короче период биоритма, тем большую роль играют собственные биологические процессы и химические реакции организма. Как известно, циклические реакции были обнаружены в начале пятидесятых годов даже для случая химические реакций (реакция Белоусова-Жаботинского)[88]. С другой стороны, экзогенные факторы – например, чередование дня и ночи для околосуточных ритмов, цикл зима-лето для окологодовых, солнечная активность для многолетних – могут играть важную роль синхронизаторов собственных ритмов биологических систем.

Отметим, что тезис о влиянии солнечной активности на биологические процессы кажется сегодня чрезмерным для многих биологов, хотя такое научное направление как гелиобиология, трактуемое как раздел биофизики, нашло отражение ещё в Большой советской энциклопедии. Как известно, основоположником гелиобиологии является российский и советский ученый и мыслитель А.Л.Чижевский, еще в первой трети прошлого века на большом статистическом материале показавший наличие достоверных корреляций ритмических изменений многих биологических процессов на популяционном уровне с 11-летним циклом солнечной активности[89]. В качестве механизма влияния изменений солнечной активности на биологические процессы сегодня рассматриваются колебания электромагнитного поля Земли, выведенного из равновесия потоками заряженных частиц, выбрасываемых «неспокойным» Солнцем, и достигающих земной орбиты, которые, в свою очередь, взаимодействуют с электромагнитными характеристиками живых объектов, выводя их из равновесия. Эти представления получили подтверждение и в работе современных исследователей[90].

Отметим здесь, что некоторые из этих циклов настолько стабильны (при условии стабильности окружающей среды), что используется даже выражение «биологические часы» – как способ оценивать периоды времени по изменению конкретных функций организма[91]. Примером является способность некоторых людей просыпаться в точно заданное ими самими время. Другим хорошо нам всем знакомым примером биологических часов (для горожан – по крайней мере, из детских сказок), является утреннее пение петуха.

Для наглядности представим здесь таблицу корреляции био- и гидросферных процессов и состояния земного электромагнитного поля.

Таблица 2.

Био- и гидросферные процессы и электромагнитное поле

(Таблица основана на таблице из статьи А.Д.Арманда с нашим добавлением (помечено *)

Мы видим, таким образом, что повседневная жизнь живых существ, живых организмов происходит в виде разнообразных ритмических процессов. Очень важно отметить при этом, что эти процессы синхронизированы между собой, их временные (темпоральные) характеристики согласованы, и только в этом случае возможно их нормальное развитие и жизнедеятельность. В случае же рассогласования временной среды, например, при работе в ночную смену, или при трансмеридиональных перелетах, в организме наступает явление десинхроноза, как предпатологического состояния, за которым могут последовать и серьезные функциональные расстройства и сбои[92]. Подобные сбои могут вызывать и внешние факторы, в частности, магнитные бури, вызванные солнечными вспышками[93].

Важно также подчеркнуть, что наличие в сложных эволюционирующих системах колебательных, т. е. описываемых в рамках циклически-волновой парадигмы[94], процессы – это скорее закономерность нежели исключение. Как сказал в своем учебнике выдающийся советский биофизик, член-корреспондент АН СССР М.В. Волькенштейн: «На всех уровнях организации – от макромолекулярного до популяционного – в биологических системах происходят незатухающие колебания характеристических параметров – ферментативной активности, концентрации метаболитов, численности популяции»[95].

Подчеркнем также, что в большинстве ритмических процессов биологическая система не возвращается полностью в исходное состояние, а переходит в некое новое качество в результате процесса развития, продвигаясь вперед вдоль векторной компоненты биологического времени – от рождения к зрелости, к старость и к умиранию. Мы можем говорить об образе спирали, точнее, множества спиралей, витки которых составляют разнообразные циклы, а ее концы обозначают рождение и смерть биологического существа.

И этот раздел мы завершим характеристиками биологического времени из книги Н.И.Моисеевой с соавторами[96]:

1. Структура времени. Время состоит из двух реальных частей – настоящего (в котором можно активно действовать – время на текущее событие) и прошлого (в котором зарегистрированы следы действий), а также из нереальной части – постоянно наступающего, но не наступившего будущего.

2. Структура настоящего времени. Настоящее имеет относительно фиксированную протяженность в физическом времени и переменный объем в связи с увеличением и уменьшением числа происходящих событий (что сопровождается увеличением или снижением скорости этих событий соответственно).

3. Направление хода времени. Ход времени и векторный (направление от рождения к созреванию, старению и смерти) и ритмичный (повторение примерно одних и тех же событий через приблизительно одинаковые промежутки времени).

4. Характер течения времени. При изменении условий одни и те же процессы протекают по разным масштабам (смена скоростей). Разные процессы идут в различных масштабах времени.

5. Связь времени с другими физическими явлениями. Время связано с пространством и движением. Кроме того, его связывают с обменом веществ и энергией, характером деятельности и степенью эмоционального напряжения.

6. Временной миропорядок. Существует множество времен, отличных масштабами. Биологические системы существуют и как индивидуальные особи (располагающие «набором часов», отмеряющих время различных процессов и общее время жизни) и как единицы общей системы живого, развивающегося в соответствующем времени.

И, в самое завершение – снова строчки Федора Тютчева: