На пути познания основ жизни
«Ни один человек не может быть узким специалистом без того, чтобы не быть идиотом, в широком смысле слова. Узкий специалист узнаёт все больше о все меньшем и так до тех пор, пока не будет знать всё ни о чем и ничего обо всем…»
Джордж Бернард Шоу
Фактом написания этой книги я обращаюсь к достаточно обширной аудитории читателей. Прежде всего, это ученые, ведущие научный поиск в таких фундаментальных, но находящихся на стыке наук, областях как биофизика и системная биология, биохимия, биокибернетика, математическая биология и математическая лингвистика. Однако я намеренно не стал писать ее сухим научным языком, чтобы она оказалась интересной классическим биологам, врачам-ученым и врачам-практикам буквально во всех областях медицины, физикам-теоретикам и физикам-практикам, математикам разных специальностей и даже метеорологам.
Работая над текстом, мне хотелось сначала вместить в него как можно больше формул и уравнений, чтобы сделать книгу более весомой в глазах читателей. Однако мне повезло! Почти в самом начале этой работы я случайно наткнулся на мудрое изречение одного из самых известных ученых-писателей современности Стивена Хокинга о том, что каждая формула, включенная в текст книги, вдвое уменьшает количество ее читателей.
Очарованный простотой и ясностью этой мысли я обрадовался тому, что доступным для понимания языком, минимально употребляя уравнения в тексте, мне будет намного проще написать книгу.
Только сейчас, завершая работу, я с улыбкой вспоминаю тот момент наивного заблуждения. Все оказалось совсем наоборот: изложить сложнейшие логические, научные и философские принципы в доступной форме, при этом часто объединяя в один котел биологию, медицину, биохимию, физику и математику, оказалось крайне сложной задачей, отнимающей большую часть времени работы над текстом. Но, надеюсь, мне все же удалось с этим справиться. В любом случае, я сделал для обеспечения доступности целостного понимания читателем предложенных мною здесь новых взглядов, все что мог и даже больше. Поэтому, уважаемые коллеги, не судите меня слишком строго, если я где-то переборщил с упрощением.
Я сделал это с той лишь целью, чтобы дать общую, понятную картину термодинамической биологии в более простой для восприятия и доступной для понимания форме. Чтобы меня смог понять не только узкий специалист, а просто интересующийся и эрудированный человек. Кто знает, какие нынешние школьники и студенты, прочитав этот труд, встанут вместе с нами на научный путь познания основ жизни и искусства управления живой материей?! Какие большие ученые, неутомимые исследователи, а возможно и великие первооткрыватели науки вырастут потом из этих ребят?!
Последние несколько столетий наука шла по пути развития от холистических взглядов, которые были научно-практическими и философскими одновременно. Наука претерпевала некоторые поэтапные разветвления. Первое, и самое глобальное разделение произошло на заре формирования древа науки и дало три основных ствола: ствол познания мира материального (классическая физика, химия и математика как средство описания), ствол познания мира материального-живого (биология) и ствол познания мира мыслей и идей (философия, психология). Это древнее разделение не давало, с одной стороны, поставить разум в одну логическую цепочку вместе со всеми остальными атрибутами живого вещества, а, с другой стороны, не давало и само живое вещество поставить в стройный ряд уровней организации материи в принципе (от атома до живого разумного организма).
Дальше ствол познания мира мыслей и идей начал дробиться на дополнительные ветви: философия, социология, экономика, нейролингвистика, психология и прочее. Также и стволы познания материального и материального-живого мира дробились и претерпевали дивергенции не в меньшей, а даже в большей степени. В итоге мы имеем объемное древо науки, на сегодняшний день разделенное на три ствола. Один из них занимается изысканиями, связанными с корой головного мозга, исследуя феномен разума и его категорий и чувствуя при этом свою отделенность от естественнонаучных направлений. С другой стороны, мы имеем еще более дискретное и разветвленное древо науки двух других стволов, ветви которых чувствуют себя отделенными как друг от друга, так и от первого направления в еще большей степени.
Степень дивергенции и дискретности в науке достигла таких ошеломляющих масштабов, что, например, в системной биологии специалисты, занимающиеся геномикой, не могут ступить и шага в метаболомике или протеомике, хотя это на самом деле близкородственные, но чрезвычайно дискретные области одной науки. Что уж говорить о медицине, где врач-отоларинголог даже помыслить не может об эндокринологических подходах, а эндокринолог с трудом воспринимает то, чем занимается вертеброневролог, хотя все эти специалисты работают, казалось бы, в соседних анатомических областях!
Да, нынче в науке появился и стал очень популярен системный подход (особенно в биологии), основным постулатом которого является системный эффект или свойство эмерджентности систем, которое объясняется так: совокупность составных частей не равняется целой системе (набор клеток – это еще не организм). Однако, можно сказать, что в наше время ученые-специалисты знают очень многое, но в очень узких областях, то есть фактически не знают ничего о целом. Здесь подходит изречение поэта эпохи германского просвещения XVIII века Кристофа Мартина Вилланда: «За деревьями не видеть леса». То есть, за деталями не видеть главного…
Эту метафору можно воспринять и буквально, ведь она очень емко характеризует современное состояние науки. Если взять в качестве классического примера такой дивергенции изучение леса как биоценоза (единого большого организма) с законами и принципами его функционирования, то мы увидим, что большинство ученых изучают разные составные части леса: деревья, микроорганизмы, мох, грибы, птицы и грызуны, насекомые и так далее, то есть изучают отдельные элементы леса. Но стоит их попросить описать четкие принципы функционирования леса как единого целого, тот тут же мы увидим всю скудность нашего понимания леса, как большого единого организма.
В связи с давно назревшей необходимостью начать обобщение в нашем осознании гигантского древа науки как единого целого, не подверженного ни в какой степени разделению на составные части, становится очевидной главная цель этой книги – применить разум так, чтобы были созданы теории, ментальные инструменты и принципы, позволяющие осуществлять так необходимую в наше время конвергенцию наук.
Конвергенция (объединение) наук – это общепринятый современный термин, который с удовольствием применяют большие ученые, и данная книга в полной мере обладает этим свойством – конвергентностью.
Я надеюсь на то, что эта рукопись действительно способна дать понимание сути физических процессов, происходящих в живом организме. Впервые в руках ученых появляется инструмент в виде четко структурированных теорий, который дает нам власть над живым веществом. Идя по этой дороге, мы получим эту власть на том уровне, на котором захотим. И поэтому, применяя эти скрытые доселе знания, мы должны понимать и ту громадную ответственность, которую они предполагают уже одним своим наличием. Мне удалось увидеть лес хотя бы одним глазком, и он все четче вырисовывается! Это увлекательнейшая практика мысленных экспериментов.
Но я также отчетливо понимаю, что такие вещи достаточно тяжелы и сложны для восприятия учеными, которые привыкли работать в своей дискретной области. Мне удалось сложить четкую и последовательную систему, которая поможет специалистам из разных областей увидеть картину в целом. Здесь нет ничего случайного. Это удалось сделать впервые, и для простоты понимания здесь дается первая ступень, и есть большое желание пойти дальше. Читайте эту книгу!
Медики сразу смогут применить полученные знания в своей клинической деятельности. Математики и физики получат ключи к правильному моделированию биологических процессов. Также это очень поможет всем приверженцам теории хаоса в физике. Поскольку теория хаоса сегодня – одна из популярнейших, однако в ней не хватает принципа фрактального действия физических законов, который может быть осознан позже. Это очень поможет тем хаотистам, последователям Эдварда Лоуренца, которые занимаются проблемами метеорологии. Введение моего принципа иерархично-соподчиненных термодинамических сфер в метеорологии, я уверен, тоже даст свои прорывные моменты.
Самые мощные шаги в современной науке всегда происходили, когда имелись качественные теории. Особенно это прослеживается в физике. Качественная теория дает возможность практикам, применяя теорию, которая описывает функционирование каких-либо природных объектов, продвинуться в дальнейшем познании познанию окружающего мира и законов его функционирования. В нашем случае, прежде всего, я говорю о биологических объектах.
Тому, кто вдумчиво прочитает и осознает эту работу, откроется совершенно новый удивительный мир физической реальности функционирования живого вещества. Это дает практически неограниченные возможности в медицине, физиологии и в управлении организмом. Свод физических принципов функционирования живого вещества – это симбиоз традиционных и новых взглядов и теорий в биологии и медицине. Раньше они были разрозненны как во времени, так и географически, и теперь мне удалось все это объединить.
Ключевая мысль: если ученые говорят о качественных теориях, то им и нужно заниматься качественными теориями, а не тратить время и ресурсы на практические доказательства. Как пример, можно привести физиков-теоретиков. После создания ими красиво выстроенной теории, они, как правило, не могут дождаться доказательства ее на практике в силу своего возраста. Но надо понимать, что если бы не было теории, то практика никогда бы не пошла по этому пути. Теории в познании природы играют не просто роль свода знаний, они становятся маяком, путеводной звездой, указывающей направление дальнейшего научного поиска уже непосредственно практикам.
Очевидный плюс в этом повествовании заключается в том, что мы с Вами рассматриваем биологические объекты, и в них уже многие теоретические моменты, о которых мы будем говорить, реализованы.
Надо просто их увидеть в этой сложнейшей биохимической машине. Моей задачей было, с одной стороны, дать теорию, с другой – увидеть в организме, каким образом это уже реализовано самой природой за миллионы лет эволюции. И практики, опираясь на это, уже могут мало того, что эти теории подтверждать или находить какие-либо тонкости в функционировании этих физических принципов, они смогут, совершенно четко предвидеть наличие каких бы то ни было инструментов живой природы в виде, например, неизвестных науке, но очень важных биохимических реакций. И находить их целенаправленно. То есть они, благодаря теориям, будут четко знать, что и где искать. Примерно так, как физики обнаруживают на ускорителях еще не подтвержденные практикой, но заранее предсказанные теоретически, мельчайшие частицы вещества.
После написания этой книги, в процессе редактирования текста, у меня родилось название – «Кибержизнь. Контуры медицины будущего». Хотя рабочее название было «Термодинамическая биология и теория конвергентных биопроцессов», однако оно больше подходит для научной монографии. Монографию под таким названием я планирую написать в ближайшем будущем, а сейчас давайте подробно остановимся на термодинамической биологии и теории конвергентных биопроцессов. Я хочу пояснить суть этих двух новых терминов, поскольку понимание этого позволит лучше воспринять достаточно необычный и сложный материал. Итак, …
Термодинамическая биология – термин, произошедший из особенного раздела физики «биологическая термодинамика». Коренное отличие здесь заключается в том, что в «биологической термодинамике» описываются с точки зрения термодинамики либо организмы в целом, либо клетки, либо каскады важнейших биохимических реакций уже на молекулярном уровне.
В «термодинамической биологии» же появляются такие инструменты познания, как термодинамические сферы в структуре организма, позволяющие включить в ткань этого научного направления такие математические инструменты как теория оптимального управления и общая теория управления, то есть биокибернетические подходы.
Теория конвергентных биопроцессов – термин, появившийся в результате синтеза таких понятий как конвергенция и процессный подход. Основным постулатом данной теории является взгляд на организм не как на сложную систему, составляющую основу жизнедеятельности, а как на процесс действия на биовещество комплекса внешних сил, в результате которого неизбежно возникает и бесперебойно функционирует система.
Именно такой подход, через приведенное в книге главное модулирующее уравнение данной теории, позволяет нам с Вами приблизиться к качественно новому пониманию в математическом моделировании не только работы живого вещества, но и к прорыву в области моделирования работы интеллекта, то есть к созданию математической модели работы интеллекта, которая по своей сути, будет являться самым настоящим искусственным интеллектом.