§ 3. Специфичность биологического времени и пространства на различных уровнях организации живой материи

Из приведенных выше общих философских описаний физического и биологического пространства и времени видна сложность гносеологической сущности этих категорий. Но оказывается, что трудности в определении этих понятий еще более возрастают, когда проводится анализ их структуры на различных уровнях.

Своеобразие времени и пространства на различных уровнях организации материи отмечено учеными. Например, философ-физик А. М. Мостепаненко указывает, что происхождение макроскопического "пространства-времени", его топологических свойств обусловлено "какими-то очень глубокими материальными явлениями и закономерностями, лежащими на микроуровне" (18).

В настоящее время нет сведений о различиях и физических свойствах атомов в молекулах живых и неживых систем. Поэтому анализировать можно данные, касающиеся лишь самих молекул. Детальный анализ термодинамических свойств был проведен известным советским биофизиком К. С. Тринчером (19). На основе собственных экспериментальных данных и привлечения обширного материала других исследователей К. С. Тринчер показал, что в процессе жизнедеятельности в живых организмах тепло не образуется и поэтому энтропия не возникает. В любой метаболизирующей клетке в течение процесса внутренней работы по поддержанию ее структуры и выполнению специализированных функций (проведение нервного импульса, мышечное сокращение, поглощение кислорода) тепло не генерируется и не выделяется и, следовательно, энтропия не производится. Клетка является динамической системой, работающей при температуре тепловой деструкции своей структуры. Все это связано с тем, что в клетках действует уникальный механизм сохранения ее структуры и проведения специализированной работы.

Термодинамика живой системы является прежде всего термодинамикой главного компонента клетки - внутриклеточной воды, состояние которой не поддается описанию в рамках термодинамики неживых систем. Молекулы воды и белка образуют своеобразную рабочую структурную единицу в живой клетке: их микрофазовые переходы из термостабильной жидкой в термолабильную кристаллическую форму при непрерывной затрате энергии являются тем основным явлением, которое делает клетку уникальным образованием в мире и, возможно, молекулярной основой МЭ и ПС явлений.

Некоторые ученые высказывают мнение, что само определение жизни следует дать, исходя из негэнтропийных свойств и особенностей живой материи (21), что особенно важно для нашего рассмотрения времени в живых системах. Отсюда логичный вывод, что "...существование жизни заключается в процессах, направленных против возрастания энтропии... Это означает, что в организмах в некоторых процессах ход времени может отличаться от мирового хода времени" (22).

Если следовать дальше логике нашего рассуждения, то можно предположить, что для микропространства биологических макромолекул время имеет необычный ход. В частности, поскольку в микромасштабах биомолекул энтропия не образуется, то, следовательно, там имеется ход времени, обратный мировому, который условно можно назвать отрицательным, считая общий мировой ход положительным.

Здесь следует отметить одну любопытную деталь "термодинамического" времени живого организма. Если в целом живые организмы как макросистемы развиваются и эволюционируют при положительном мировом ходе времени, то клетки внутри организма имеют отрицательный ход времени.

Все вышесказанное означает, что даже на микроуровне живые системы обладают уникальной способностью изменять ход времени и, как будет видно из дальнейшего, это находит свое наиболее полное выражение в динамических изменениях свойств времени при высших формах движения материи - при психической деятельности человека.

Итак, рассмотрение термодинамических особенностей биологических систем показывает, что живые организмы отличаются качественной спецификой своего времени и пространства на всех уровнях их сложной организации. В живых системах "нарушается" одно из важнейших топологических свойств времени, а именно его временная упорядоченность. Последняя выражается в том, что "время не может течь в обоих направлениях сразу". В живом же организме это происходит: в клетках идут негэнтропийные процессы, т. е. имеется отрицательный ход времени, а организм как макросистема развивается, стареет и для него сохраняется обычная мировая линейная упорядоченность времени (положительный ход).

Если рассматривать связь информации и времени, то и здесь открываются необычные свойства живых систем. Наиболее наглядно эти особенности биологического времени и информации выражены в половых клетках - гаметах. Как известно, гаметогенез, т. е. процесс образования половых клеток, сопровождается переносом всей информации о свойствах и будущем развитии дочернего организма из родительского организма в одиночную специализированную клетку - гамету (яйцеклетку или сперматозоид). Таким образом, в гаметных клетках в кодированной сжатой форме сосредоточивается огромная по объему информация о будущем развитии организма-потомка. Говоря иными словами, в этих клетках записаны, заложены пространственно-временные параметры всего будущего развития организма: скорость, ход, направленность, последовательность фаз, смена стадий, процессов, изменения геометрии и т. д.

Если исходить из правильности указанных выше положений И. Земана о соотношении информации и времени, то следует сказать, что в гаметах время сильно замедляется благодаря колоссальному объему информации, заложенной в них. Иными словами, можно предположить, что в гаметах время (или его кодирующие аналоги) "сжато", "сконденсировано" до того момента, когда оно начнет проявляться в развивающемся зародыше. Не исключено, что подобная концентрация времени происходит за счет изменения геометрии "пространства-времени" генетических кодирующих структур (23, 24). Вполне возможно также, что в гаметах происходит своеобразное "свертывание" временного процесса в пространственный процесс, благодаря чему информация может храниться длительное время.

Таким образом, из сказанного выше видно, что уже на молекулярном и клеточном уровнях выступают необычные связи биологических систем с реальным физическим временем и пространством и их необычные способности изменять внутренние пространственно-временные параметры. Еще в более яркой форме это выражено в целостном организме, в особенности при психической деятельности, относящейся к высшей форме движения (25, 54-56, 105а, б, 270, 276).