Читать книгу "Кибержизнь. Контуры медицины будущего - Александр Шишонин"

Оно гласит, что для осуществления научного подхода мы должны взять систему, изучать ее, а затем уже изучать и процессы, осуществляемые данной системой. Я думаю, Вы уже догадались, что таким образом мы ограничиваем широту своих взглядов. Для того, чтобы понять, о чем мы будем говорить далее, я приведу простую аналогию.

В качестве примера возьмем воду, она обладает всеми необходимыми свойствами, чтобы было возможно осуществлять мысленные эксперименты. Представим себе некий объем воды. На него действует определенная сила, которая заставляет этот объем усложниться – возникает кручение воды – водоворот, воронка. В большом водовороте по фрактальному принципу собраны маленькие водовороты. И так далее до объединения в воронкообразные группы молекул воды. Эта воронка существует устойчиво в ванночке. И нам ничего не мешает изучать и описывать эту воронку с помощью математических модуляций. И тогда мы будем иметь системный подход.

Но давайте зададим себе такой вопрос – в данной конкретной ванночке что первично, процесс воздействия на воду дополнительной силы или сложная система в виде воронки? Если мы будем рассматривать эту воронку только как систему, и будем пытаться ее описать, то мы столкнемся с непреодолимой сложностью. Потому что на каждом следующем уровне погружения будет увеличиваться степень дискретности и количество деталей, и мы тогда будем описывать, что происходит с веществом, вынужденно погружаясь на молекулярный уровень и увеличивая невообразимо количество составных частей системы. Мы будем пытаться разгадать секрет этой системы, все глубже и глубже погружаясь в мир молекул и даже атомов, но сколько бы мы ни погружались в этот анализ – секрет не будет обнаружен, потому что мы всего лишь изучаем следствие, не обращая никакого внимания на причину. Нечто подобное происходит сегодня в науке повсеместно, особенно это прослеживается в системной биологии и биохимии.

Но что произойдет, если нам удастся в корне переменить свой взгляд? Если мы сможем описать это явление не как систему, а как процесс взаимодействия комплекса внешних сил на вещество? Мы увидим, что эти силы образуют общий вектор, в момент действия которого возникает определенная неравновесная динамическая система.

Как только мы сместим эту точку зрения в сторону главенства изучения внешнего силового процесса, а не системы и ее внутренней энергии, вся эта невообразимая сложность мгновенно рухнет! Станет ясно, что для разгадки биологической тайны необходимо начинать с достаточно простого в понимании, но при этом всеобъемлющего уравнения…

Такую возможность нам представляют инструменты конвергентного моделирования биопроцессов. Почему конвергентное моделирование? Потому что нам необходимо создать некую теоретическую модель для того, чтобы гигантское множество биопреоцессов, происходящих в организме, мы могли свести к единому знаменателю. С одной стороны, модель должна быть достаточно проста, а с другой стороны, она должна сводить все эти процессы в одну точку. Только когда мы целостно воспринимаем это и описываем, мы можем полностью смоделировать ту или иную биологическую ситуацию.

Жизнь – это процесс действия мощных внешних сил на вещество, в результате которого неизбежно возникает система. Это вихрь материи, но этот вихрь существует не сам по себе, а только благодаря постоянно воздействующим на него внешним силам. Если мы хотим смоделировать простейшую воронку, которая возникает под действием определенных сил, мы должны учесть силу и вектор действия этих сил, мы должны учесть, что на воду действует гравитация, атмосферное давление (как функция гравитации), центробежная сила Земли влияет на воронку, температура – энергия Солнца, магнитное поле Земли и другие силы. То есть баланс разносочетанности этих сил как раз и приводит к образованию вещества в том виде, в котором оно есть, а потом и самой этой воронки. И мы должны обязательно учитывать и описывать эти силы, потому что, например, в другой системе будет совершенно другое взаимодействие сил. И эффекты тоже другие (например, на космическом корабле). Гравитация здесь выступает как определяющая сила. Но, тем не менее, мы должны учитывать и структуру той воронки, которая образовалась. Что происходит с веществом в момент действия этих сил?

Оно образует динамическую открытую систему! В нашем примере с водой – это воронка, в случае человеческого организма – это жизнь в высшем ее проявлении. То есть, мы обязаны иметь инструментарий для того, чтобы хорошо и правильно описать саму систему, которая возникла. Таким образом, сначала мы должны описать силы, а затем и систему, которая возникла из вещества в результате приложения этих сил. В такой системе обязаны присутствовать два механизма: первый – это механизм, который будет осуществлять само существование этой системы. Этот механизм осуществляется за счет того, что в эту воронку воды все время поступает новая вода и все время из нее же выходит. В воронке никакая вода не задерживается – это и есть механизм самообновления. Механизм синтеза, механизм входа воды в систему. Синтез – это когда из простой воды получилась сложноорганизованная. Момент входа воды в систему будет описываться уравнениями нелинейной термодинамики, а именно, описанием бифуркаций в теории диссипативных систем.

Неоценимый вклад в теорию бифуркаций внес Митчел Файгенбаум, он создал геометрическую модель в теории хаоса. А известный физик-практик Альберт Либхабер подтвердил на практике эту модель, поставив уникальный эксперимент с жидким гелием. Он взял микрованночку с жидким гелием и при нагревании отметил появление бифуркаций (воронок) с постоянной прогрессией.

Здесь я приведу цитату из книги Дэвида Дойча «Хаос. Рождение новой науки», описывающую этот эксперимент.

«Согласно новой теории, бифуркации должны были воспроизводить геометрию с точным масштабированием, что и обнаружил Либхабер. Универсальные инварианты Файгенбаума с этого мгновения превращались из математического идеала в физическую реальность, которую можно было измерить и воспроизвести. Либхабер долго вспоминал потом свои ощущения в тот сверхъестественный миг, когда он узрел одну бифуркацию за другой и понял, что перед ним бесконечный каскад изменений с богатейшей структурой».

Мы можем учитывать конкретно особенности вещества, к которому мы это применяем. Вода, газ, живое вещество и прочее. А выход воды из воронки будет осуществляться по теореме Пригожина о минимуме производства энтропии.

Если эта воронка не сможет выплескивать эту воду из себя с такой же скоростью, как и забирать, она развалится. Либо превратится во много маленьких воронок – можно провести параллель с апоптозом. Либо она перестанет вообще существовать – возникнет хаос. Система развалится. Как доказать, что система имеет вход и выход на примере воронки?

В водяную спираль воронки достаточно добавить краситель, и мы увидим, что он диффузно распределится не только в воронке, но и по всему объему жидкости в сосуде. Мы должны описать процесс входа молекул воды в эту воронку и процесс выхода из нее. Вход – усложнение структуры, по Пригожину, бифуркация, выход – теорема Пригожина. Механизм синтеза в данной системе и механизм распада. А всё вместе – это принцип самообновления. Нам нужно еще описать те силы, которые возникают внутри самой воронки, когда внешние силы трансформируются уже во внутренние силы самой воронки и вызывают фрактальную структурность. Эти силы мы можем расписать по фрактальным уровням.