6.5.18 Аналогии и
рассуждения…
Обсуждая вопрос о биологическом
поле, и о биологических величинах нами широко использовался прием аналогий.
Было, на наш взгляд, обоснованно продемонстрировано, что отдельным величинам в
механике, электростатике соответствуют конкретные морфомеханические величины.
Выявленные аналогии, а также зачастую, и одинаковая размерность, позволяет
составить таблицу соответствий механических, морфомеханических и электрических
величин. За основу нами взята таблица подобных аналогий, приведенная в работе –
«Вибрационная биомеханика» (1989). В нее мы добавили выявленные нами
аналогичные величины морфомеханики (см. таблицу 11). Несомненно, отдельные из
представленных аналогий вызовут жаркие дебаты, впрочем, как и вся данная глава…
Учитывая такое значительное число
соответствий между механическими, электрическими и биологическими величинами
возникает вопрос, связана ли биологическая энергия с другими видами энергии
если да, то каким образом? Может ли энергия переходить из одного вида в другой,
в частности, в биологическую энергию? Соблюдается ли закон сохранения энергии?
При каких условия возможен переход других видов энергии в биологическую энергию
и обратно? Связаны ли между собой электрические, гравитационные и биологические
поля, как они взаимодействуют?
Однозначно, в рамках данной работы
подробно ответить на заданные вопросы не представляется возможным. Ибо цель ее в
другом - в информировании научной общественности о новой оригинальной гипотезе.
Основную задачу свою мы видим в стимулировании работы в области изучения
воздействия механического фактора на живые системы. На поставленные выше
вопросы постараемся ответить кратко. Нам думается, что механическая,
электрическая и биологическая энергии могут трансформироваться одна в другую.
Появление биологической энергии
возможно только в живой системе. Ее генерируют клетки. В клетке и происходит
таинство трансформации энергии, внутренняя энергия вещества, поступающего в
клетку, преобразуется в биологическую энергию. Живая клетка – элементарный
генератор и аккумулятор биологической энергии. В клетке биологическая энергия
может переходить в энергию тепловую, механическую, электрическую, химическую.
Каждая, из которых через определенную цепь превращений может, в свою очередь,
вновь переходить в биологическую энергию. Это положение полностью согласуется
со вторым законом термодинамики. Как известно «…в изолированной системе не может
увеличиваться свободная энергия», энергия переходит из одного вида в другой
(Владимиров Ю.А. и соавт., 1983).
Таблица 11
Аналоги некоторых физических и морфомеханических
величин
|
Механика Поступательное
движение |
Механика Вращательное
движение |
Электростатика Электрические
явления |
Морфомеханика Биологические Явления |
|
Масса |
Момент инерции |
Индуктивность |
Биоинерция |
|
Жесткость при растяжении |
Жесткость при кручении |
Величина обратная емкости |
Отношение биоэффективного
напряжения к силе Вольфа |
|
Смещение |
Угловое смещение |
Заряд |
Биоэффективное напряжение |
|
Скорость |
Угловая скорость |
Сила тока |
Скорость биоиндукции |
|
Ускорение |
Угловое ускорение |
Скорость изменения тока |
Ускорение биоиндукции |
|
Сила |
Момент силы |
Напряжение |
Сила Вольфа |
|
Коэффициент жидкостного трения |
Коэффициент жидкостного трения |
Сопротивление |
Биологическое сопротивление |
|
Частота свободных колебаний |
Частота свободных колебаний |
Частота свободных колебаний |
Частота колебаний биоэффективного
напряжения |
|
Работа |
Работа |
Работа тока |
Работа живой системы |
|
Мощность |
Мощность |
Мощность тока |
Мощность живой системы |
|
Кинетическая энергия |
Кинетическая энергия |
Магнитная энергия |
Кинетическая энергия
биологического Поля |
|
Потенциальная энергия |
Потенциальная энергия |
Электрическая энергия |
Потенциальная энергия
биологического поля |
|
Диссипативная функция |
Диссипативная функция |
Рассеивание энергии |
Рассеивание биологической энергии |
|
|
|
Сила Лоренса |
Сила Лесгафта |
|
|
|
Сила Ампера |
Сила Кеннона |
|
|
|
Вектор магнитной индукции |
Вектор биоиндукции |
|
|
|
Магнитный поток |
Поток биоиндукции |
Появление биологической энергии возможно только в живой системе. Ее генерируют клетки. В клетке и происходит таинство трансформации энергии, внутренняя энергия вещества, поступающего в клетку, преобразуется в биологическую энергию. Живая клетка – элементарный генератор и аккумулятор биологической энергии. В клетке биологическая энергия может переходить в энергию тепловую, механическую, электрическую, химическую. Каждая, из которых через определенную цепь превращений может, в свою очередь, вновь переходить в биологическую энергию. Это положение полностью согласуется со вторым законом термодинамики. Как известно «…в изолированной системе не может увеличиваться свободная энергия», энергия переходит из одного вида в другой (Владимиров Ю.А. и соавт., 1983).
Наличие в клетке биологической
энергии отличает живую клетку от неживой. Биологическая энергия, это
совокупность биологических процессов, протекающих в настоящий момент и
потенциально возможных. Они немыслимы без взаимодействия внутриклеточных
структур и генетической информации. Каждая из органелл не является живым
объектом, это только часть живой системы. Клетка, содержащая органеллы только в
том случае, обретают способность порождать биологические процессы, когда в ней
присутствует генетическая информация. Живая клетка для биологической энергии,
как проводник для электрического тока, погибшая клетка подобна изолятору. С
учетом сказанного проистекает вывод: вирусы не являются живыми системами. Они
не могут продуцировать биологическую энергию и тем более трансформировать ее в
другие виды. Это прерогатива только живых клеток. Думается, что потенциальная
энергия биологического поля — это совокупность генетической информации и
органелл, включая мембраны. Именно они определяют способность живой системы
противодействовать, и адаптироваться к механическому фактору. Вирусы, с нашей
точки зрения, агенты – носители потенциальной биологической энергии.
Биологическая энергия тесно связана
с другими видами энергий и может переходить в них. В качестве доказательства
самой возможности трансформации одного вида энергии в другой в живых системах,
может быть указано на то, что размерность биологической энергии такая же, как и
у других энергий. Кроме этого, общеизвестно, что живые системы способны
генерировать не только биологические процессы, что свойственно исключительно
им, но и тепло, механическое движение, электрический ток.
Может ли передаваться биологическая
энергия от клетки к клетке? Данный вопрос еще ждет своего окончательного
разрешения. Думается, что биологическая энергия может быть передана только
вместе с живой клеткой – живая клетка ее носитель. Биологическая энергия без
живой клетки и вне ее не существует. Как процесс передачи биологической энергии
можно рассматривать проникновение в клетку чужеродной нуклеиновой кислоты, например,
вируса. В этом смысле биологическая энергия подобна световой энергии, носителем
которой является фотон, или электрической энергии носителем которой является
заряженная частица.
Наличие биологической энергии
подразумевает понятие поля, логика рассуждений приводит к утверждению о его
наличии. Ранее мы уже высказывались по данному вопросу. Здесь же необходимо
уточнить некоторые наши представления. Учитывая то, что живая клетка
элементарный носитель биологической энергии можно утверждать, что она же
является элементарной и не делимой частицей – квантом биологического поля одновременно
его источником. Следовательно, биологическое поле следует причислить к
физическим полям, но качественно отличающимся от известных физических полей.
Создаваемое живыми клетками биологическое поле ими же и переносится, причем
переносится с определенной конечной скоростью – скоростью распространения
информации.
Биологическое поле занимает
определенную область пространства, совпадающую с объемом, занятым живой
системой, и не может выходить за ее границы, как наружные, так и внутренние.
Биологическое поле может увеличиваться и уменьшаться, причем преобладающей в
первой половине жизни, является тенденция к увеличению. Вместе с тем существует
некий оптимальный объем, который стремится занять конкретная живая система.
Соответственно оптимальные размеры биологического поля детерминированы, они
обусловлены информационной составляющей живой системы, включая генотип. Данная
составляющая тесным образом связана с массой и энергетикой живых систем.
Представление о единстве информации, массы и энергии живой системы до известной
степени напоминают христианское учение о Троице, триединстве Бога,
существующего в трех ипостасях - Бог-отец, Бог-сын и Святой Дух. Быть может,
они ими и являются, будучи воплощены во все живое...
Практически любое поле стремится к
распространению. Распространение биологического поля — это увеличение размеров
живой системы. Стремление биологического поля увеличится в размерах, может быть
объяснено с позиции термодинамики. Рост размеров биологического поля это, не
только увеличение объема, но и, соответственно, массы живой системы, накопление
ею информации. В частности, известно, что, увеличение массы живого организма
приводит к уменьшению его теплоотдачи, оптимизирует тепловой баланс. Большие
размеры тела особи более выгодны и в плане затрат энергии на передвижение
(Образцов И.Ф., Ханин М.А., 1989). С учетом сказанного можно говорить, что рост
живой системы обусловлен распространением биологического поля в пространстве.
Это само по себе логичное представление о динамике биологического поля не противоречит
известным положениям термодинамики и термодинамики живых систем в частности,
что очередной раз убеждает нас в правильности взглядов на природу
биологического поля.
Взаимодействуют ли между собой
биологические поля, и поля другой природы. Наблюдения свидетельствуют, что
некое взаимодействие биологических полей происходит на уровне биологических
процессов. Известны формы симбиоза грибов и растений, одноклеточных и
многоклеточных растений и животных, явления паразитизма одной живой системы на
другой, примером могут служить и внутриклеточные паразиты. Вместе с тем
истинного слияния цитоплазмы и объединения органелл не происходит.
Биологические поля двух живых систем могут влиять друг на друга, и вместе с тем
существовать автономно. Биологические поля могут взаимопроникать, их энергия
при этом суммируется, подобно тому, как может быть увеличена энергия магнитного
поля при увеличении числа постоянных магнитов в некой области пространства.
Соответственно уместно говорить о взаимодействии биологических полей различных
живых систем.
Прочие поля могут влиять на поле
биологическое, изначально воздействуя на живые клетки. Так как их источники
различны, поля существуют автономно. Вследствие различия их природы, одна и та
же точка пространства может принадлежать различным полям. Например, живая
клетка может находиться одновременно в магнитном и гравитационном поле,
генерируя при этом поле биологическое. Отсюда биологическое поле – особая форма
материи, посредством, которого осуществляется взаимодействие в пределах живых
систем. Биологическое поле может трансформироваться в другие виды полей
гравитационное (увеличение массы тела), электромагнитное (возникновение
разности потенциалов).
В пределах биологического поля
биологическая энергия может переходить в другие виды энергии. Биологическая
энергия не исчезает, она рассеивается и трансформируется в иные виды энергии –
тепловую, механическую, электрическую, химическую. Данные переходы
биологической энергии в другой вид энергии возможны только в живых системах, в
биологическом поле. Соответственно наши представления в принципе не
противоречат одному из основополагающих законов природы – закону сохранения
энергии. В этом нам видится одно из доказательств правомерности выдвинутой
гипотезы.
Все известные виды полей объединяет наличие в них энергии. Она переходит из одной формы в другую, именно через нее все поля и все материальные системы, в том числе и живые, взаимосвязаны между собой. Объединяет различные виды энергий соотношение А.Эйнштейна, где полная энергия движущегося тела равна:
E= mc2
Именно эта вселенская ЭНЕРГИЯ и переходит в другие виды энергий. В формуле А.Эйнштейна присутствует энергия и масса, тогда скорость света не что иное как информация. Скорости света, в морфомеханике соответствует скорость биоиндукции (uв), массе – биоинерция (I). Соответственно для живой системы получаем аналог соотношения А.Эйнштейна – полная энергия живой системы (W) равна:
W =Iuв2
В этом нам видится глубокая связь
между энергетическими взаимодействиями в живой и неживой природе. Истинность
полученного соотношения, его не противоречие существующим представлениям на
природу материи и взаимодействий в ней убеждает в верности наших представлений.
Как и любое поле, поле
биологическое способно совершать работу, при осуществлении которой выделяется
теплота. Развиваемая при этом мощность биосистемы, как и работа, могут быть
вычислены. Размерность получаемых единиц работы, теплоты и мощности в точности
совпадают с общепринятыми (Дж, Вт). Это можно считать еще одним свидетельством
в пользу нашей точки зрения, реальности биологического поля, истинности
полученных формул.
Элементарной единицей
биологического поля является живая клетка. Именно живая клетка, обладающая
биологической энергией, порождает биологические процессы и управляет ими.
Клетка генерирует кванты биологической энергии. Потенциальная биологическая
энергия, с нашей точки зрения — это совокупность составляющих клетки органелл и
их информационной составляющей. Кинетическая энергия — это совокупность
порожденных клеткой биологических процессов. Биологическая энергия выделяется и
поглощается квантами. Думается квантом информации живой системы можно считать
информацию, содержащуюся в одном нуклеотиде. При ее реализации или синтезе выделяется,
или поглощается квант энергии биологического поля.
Посредством биологических процессов
живые системы адаптируются к изменениям внешней среды. Живые клетки способны
воспринимать и реагировать на целый комплекс параметров внешней среды. Одним из
которых является механический фактор – совокупность механических воздействий.
Они порождают в живых системах внутренние силы, характеризующихся потоками и
интенсивностью. Приспособление живых систем происходит посредством
биологических процессов. Их развития напрямую связано с деятельностью клеток.
Индуцирует клеточную реакцию – биоэффективное напряжение, являющееся разностью
между величиной фактических и оптимальных среднесуточных напряжений. Это не
противоречит теории целлюлярной патологии, выдвинутой Р.Вирховым, согласно
которой патологический процесс – сумма нарушений жизнедеятельности отдельных
клеток. Более того, наши воззрения ее развивают и уточняют в части влияния
механического фактора на живые системы.
С учетом всего выше сказанного,
думается вполне обоснованным представляется предложение выделить в рамках
биофизики новую дисциплину – морфомеханику. Под морфомеханикой понимается новое
синтетическое направление, один из самостоятельных разделов биофизики изучающий
влияние механического фактора на биологические процессы, протекающие в живых
системах. Морфомеханика возникла не на пустом месте, она выкристаллизовалась из
биомеханики, физиологии, морфологии. Появление морфомеханики связано, прежде
всего, с тем, что в рамках указанных наук не удается получить ответа на
вопросы, почему и как влияет на живые системы механический фактор.
Основной задачей, морфомеханики,
должно стать изучение влияния механического фактора на строение живых систем,
происходящие при этом процессы. Следует выделять морфомеханику нормы
(нормальная морфомеханика), морфомеханику патологии (патологическая
морфомеханика), морфомеханику клетки, тканей, органов, живых систем. Уместно
выделение и частных разделов - морфомеханика человека, животных, растений.
Биомеханика как дисциплина,
изучающая механические свойства живых тканей, органов и организма в
целом, а также происхождение в них механических явлений во многом сродни
морфомеханики. Однако не в ее компетенции является толкование связи
механического фактора и морфологии живых систем. Биомеханика и морфомеханика
две равноправные дисциплины взаимодополняющие друг друга. Главное положение
морфомеханики, ее аксиома – строение и функция живых систем находятся в
зависимости от механического фактора. Оно верно для всех без исключения
живых существ растений и животных, многоклеточных и одноклеточных. Данному
положению уделяется недостаточно мало внимания в современной науке. Вместе с
тем оно не ново и имеет тысячелетнюю историю. Гениальные догадки, яркие
наблюдения и оригинальные опыты естествоиспытателей и анатомов древности, а также
наших современников создает определенную историческую базу для морфомеханики.
Учитывая значительные механические нагрузки на организм современного человека,
растущую продолжительность жизни, развитие имплантационной хирургии,
пилотируемой космонавтики, роль морфомеханики будет, несомненно, неуклонно
взрастать.
Связь механического фактора со
строением и функцией живых систем описывается сформулированным нами законом
биоиндукции, который является основным законом морфомеханики - появляющиеся
в живых системах биоэффективные напряжения, представляющие собой разность между
фактическими и оптимальными среднесуточными напряжениями, индуцируют
биологические процессы, нивелирующие их по принципу отрицательной обратной
связи, а неликвидируемые биоэффективные напряжения приводят к повреждению живых
систем.
Из приведенной выше редакции закона
биоиндукции явствует, что он имеет отношение не только к норме, но и патологии,
объясняя события, происходящие в живых системах при воздействии на них
механического фактора. Соответственно известные до сих пор законы J.Wolff,
П.Ф.Лесгафта, Г.А.Илизарова и другие обнаруженные закономерности, оказываются
частными случаями закона биоиндукции. Указанные законы, закономерности и явления
в целом никак не отрицаются, а лишь уточняются, более глобальным положением.
Закон биоиндукции не разрушает сложившиеся представления, систему взглядов, на
взаимоотношение живых систем с окружающей средой. Он скорее эволюционный, чем
революционный, его появление требование времени, а не случайная находка.
Закон биоиндукции учитывает понятие
об обратной связи. Как известно обратная связь в управлении биологическими
процессами действует во всех живых системах. В наших представлениях о регуляции
уровня среднесуточных напряжений, обратной связи отводится важное место. Именно
благодаря ее наличию удается сохранять оптимальное значение интенсивности
внутренних сил в тканях и органах живой системы. Иными словами, живым системам
удается поддерживать постоянство внутренней среды организма, точнее постоянство
ее механической составляющей. Способность сохранять постоянство внутренней
среды организма – гомеостаз, понятие, введенное У.Кенноном, неотъемлемое
свойство живого. Представление о гомеостазе сейчас общепризнано и выявленной
нами закономерностью уточняется в отношении поддержания механической
стабильности живых систем – морфомеханического гомеостаза.
Ключевое место в регуляции
среднесуточных напряжений, адаптации к ним, сохранении морфомеханического
гомеостаза, по нашему мнению, принадлежит эффекту биоиндукции. Суть эффекта
заключается в индукции биоэффективными напряжениями приспособительных процессов
в живых системах. Эффект биоиндукции приводит к развитию специфического
комплекса биологических процессов, нивелирующих возникшие биоэффективные
напряжения. При этом состояние живой системы, в которое она переходит, может
быть представлено как вариант адаптационного синдрома. Данное понятие,
введенное Г.Селье, ни в коей мере не противоречит нашим представлениям на
развитие приспособительных реакций при изменении соотношения между фактическими
и оптимальными среднесуточными напряжениями.
Наличие специфического комплекса
приспособительных процессов в тканях с меняющимся уровнем среднесуточных
напряжений ярко демонстрирует метод удлинения конечностей посредством аппаратов
внешней фиксации. Это является своего рода экспериментальной площадкой,
выявленной нами закономерности.
Важным
элементом вводимых нами представлений является создание математического
аппарата их описывающих. Предтечей его стала мысль J.Wolff об изменениях в
костях, происходящих «…согласно математическим законам» (Николаев Л.П., 1947).
Гениальное предвидение Вольфа о связи биологии и математики длительно не
получало своей реализации. Вместе с тем потребность в математическом аппарате в
биологии исключительная. Применение математических методов позволит сделать
поистине переворот в биологических науках, особенно в медицине. Использование
современной вычислительной техники даст возможность каждому воспользоваться
плодами математической обработки явлений в самих себе, даже без углубленного
познания алгоритмов морфомеханических явлений. С появлением математического
аппарата биология и медицина переходят в разряд точных наук. Несомненно,
приведенный выше математический аппарат примитивен и описывает эффект
биоиндукции в общем виде. Он требует своего уточнения и совершенствования и,
конечно же, будет развиваться постепенно усложняясь. Потребуются значительное
экспериментальное обоснование и проверка вычислений. Нам видится, что на этом
пути предстоит еще много замечательных открытий.
Автор:
Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.
Цитирование:
Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]
Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]
Примечания:
Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).
Ключевые слова
ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика
Биомеханика и морфомеханика