Чего не знает современная наука

В июне 2010 года на 62-м заседании Международной китобойной комиссии Япония, Исландия и Дания приостановили мораторий на китовый промысел. По официальным данным, за 2009 год этими тремя странами было добыто 1867 китов. На Фарерских островах дельфинов убивают массово, ссылаясь на традицию. В Японии продолжают убивать китов «на благо» науки. Некоторые страны имеют квоты для отлова этих морских животных представителями «малых народов», ввиду того, что они издревле использовали в пищу китовое мясо и жир. Это коренное население Чукотки, Гренландии, Аляски, о-вов Сент-Винсент и Гренадин. Международная китобойная комиссия продолжает выступать против коммерческого промысла китов и дельфинов, численность которых катастрофических уменьшается.

Елена Белега, канд. физ. – мат. наук

Время в живых системах

Представьте себе, дорогой читатель, что мир неизменен и неподвижен, – как проявляется время в таком мире? С другой стороны, представьте себе различные живые существа, например, бабочку-однодневку и трехсотлетнюю черепаху, – одинакова ли для них длительность суток? Наконец, давайте представим себе наш день: когда он наполнен событиями – как быстро он проходит! А если мы вынуждены скучать в неподвижности, те же часы длятся нескончаемо долго.

О чем говорят нам эти примеры? О том, что время связано с движением, со сменой событий и, стало быть, с тем местом, где они происходят. И о том, что у разных объектов может быть свое, «индивидуальное» время.

В том мире, где мы обитаем вместе с множеством других живых существ, время и пространство являются важнейшими характеристиками и условиями жизни. Земля, наш дом, подобна космическому кораблю, движущемуся во Вселенной, в Солнечной системе, согласно определенным законам. В пределах биосферы – области Земли, которая служит местом обитания для множества самых разных живых организмов, объединенных в сообщества (экосистемы), – пространственно-временные условия в достаточной степени определены и известны. Эта пространственно-временная организация и стала основой развития жизни на Земле, и к ней приспособлены все живые существа, от бактерий до человека.

Течение земного времени определяется двумя категориями событий: циклическими обратимыми процессами, связанными с периодическими космическими явлениями и процессами необратимыми – остыванием Земли, образованием ландшафтов, эволюцией биосферы в целом и каждой отдельной экосистемы, рождением, развитием и смертью каждого организма.

Мы привыкли думать, что ход времени необратим. Но всегда ли это только так? Если бы во Вселенной существовали простые физические системы, время в них возможно было бы повернуть вспять: в классической механике Ньютона абсолютный знак времени не устанавливается, и теоретически возможен и прямой, и обратный ход событий. Время, таким образом, рассматривается как параметр, равноправный с пространством, то есть оно течет вперед как бы в силу привычки, а не по законам природы.

Иначе дело обстоит в сложных биологических системах, состоящих из множества разномасштабных элементов. И клетки, и организмы, и сообщества организмов всегда разделены на функциональные единицы и пространственные отсеки, между которыми существуют каналы связи с определенными правилами перехода. При этом жизненные процессы в каждом отсеке происходят в своем масштабе времени (так, в органеллах клетки молекулы белков-ферментов изменяют свою форму и реакционную способность за доли секунды, процессы диффузии между органеллами имеют околочасовую периодичность, клеточные циклы длятся около суток, сон и бодрствование организма управляется суточным ритмом, а размножение и развитие – сезонным).

Таким образом, сложности пространственной организации живого объекта соответствует и сложность его временной организации. В сложных системах обязательно возникает и необратимость течения времени. Действительно, процессы эволюции (исторического или индивидуального развития) обратного хода не имеют. Такая необратимость течения событий в природе связана с тем, что многие элементы сложной системы не могут вести себя строго закономерно, в их поведении обязательно сказывается фактор непредсказуемости, случайности. При этом необратимые изменения в системе могут появляться как в силу накопления случайных отклонений в каких-либо периодических обратимых реакциях, так и в силу закономерного перехода всей системы в качественно новое состояние. Например, рост клетки или организма, сопровождаемый морфологическими и физиологическими изменениями, образование нового вида животных в биосфере, изменения ландшафта, – все это необратимые процессы, которые и создают «стрелу времени».

В пределах длительности существования Земли многие необратимые процессы на ней, определяющие «стрелу времени», связаны с развитием жизни: образование почвы, ландшафтов, эволюция биосферы – постепенное изменение облика Земли.

Мысль о связи циклических процессов в биосфере и в космосе, очень образно выразил Н. Я. Пэрна, один из основателей науки хронобиологии: «Каждое мировое явление течет в периодах, оно словно по винтовому ходу взбирается оборот за оборотом, ступень за ступенью, и это создает развитие или рост и вместе с этим создает время… И потому земная жизнь проявляет себя в тех же приблизительно циклических процессах… Мировое усилие быть протекает в виде периодических волн, и так как это мировое творчество одинаково проявляется и в жизни солнц и планет, и в жизни животных или растений, то мы одинаково видим эти периоды и тут и там».

Рассматривая жизнь как космическое явление, надо представить себе Вселенную, расширяющуюся (как утверждает современная космогония) в постоянных пульсациях. Одним из проявлений этих пульсаций является периодическая деятельность Солнца. Она же, в свою очередь, находиться в зависимости от перемещений планет по отношению к Солнцу, так что в периодах солнечной активности отражаются периоды движений планет; при этом вся Солнечная система является частью звездной галактики. Добавим, что в годы и месяцы, когда электромагнитная и радиационная деятельность Солнца усиливается, на Земле увеличивается число массовых феноменов – заболеваний, несчастных случаев и даже социальных потрясений. Получается, что длительность любых событий во Вселенной можно измерять числом периодических пульсаций – результата перемещений небесных тел.

Построение этой величественной картины динамической Вселенной и проявления ее пульсаций в жизни Земли – одно из самых впечатляющих достижений человеческой мысли, от философских умозаключений Древней Индии до самых последних выводов современной физики и биологии. С древнейших времен представления о периодичности космических влияний на земные события находили свое отражение не только в философских построениях индуизма, дзен-буддизма, некоторых греческих научных школ, но и в системах наблюдений астрологической медицины. В XX веке развитие этих представлений в значительной мере связано с достижениями научно-философской школы русских космистов, в особенности с работами А. Л. Чижевского и В. И. Вернандского.

Из множества циклов Космоса наиболее значима для биосферы периодичность солнечной активности, т. е. совокупности физических изменений Солнца. Еще в XVII в. Галилей и другие ученые-астрономы обнаружили на поверхности Солнца темные пятна, которые появляются и исчезают, меняют величину по мере вращения Солнца вокруг своей оси. В середине XIX века швейцарский астроном Р. Вольф показал, что в солнечной активности, выражающейся в образовании пятен имеется цикличность, и продолжительность цикла меняется от 7 до 16 лет, составляя в среднем 11,1 года. Причины этих колебаний могут быть связаны как с внутренними механизмами солнечной деятельности, так и с гравитационными влияниями планет, периодически изменяющимися при их взаимных перемещениях.

Как же передаются эти влияния обитателям Земли? Оказалось, что многие биологические процессы и состояния, в том числе и самочувствие людей, меняются в ритме заданном «солнечным ветром», потоки частиц которого меняют свое направление (как и силовые линии геогелиомагнитных полей) вследствие вращения Солнца вокруг своей оси: вся совокупность потоков материи и энергии от Солнца также вращается с периодом 27 дней. Поворачиваясь подобно спицам гигантского колеса, они «бьются» о земную магнитосферу с разными интервалами – от нескольких часов до дней, недель и месяцев, – оказывая влияние на атмосферу, гидросферу и все живое на Земле.