Симметрия

   Если считать, что равновесие  характеризуется состоянием покоя  и симметрии, а асимметрия связана  с движением и неравновесным  состоянием, то понятие равновесия играет в биологии не менее важную роль, чем в физике. Всеобщий закон биологии — принцип устойчивого термодинамического равновесия живых систем, определяет специфику биологической формы движения материи. Действительно, устойчивое термодинамическое равновесие (асимметрия) является основным принципом, который не только охватывает все уровни познания живого, но и выступает в качестве ключевого принципа постановки и решения происхождения жизни на земле.

   Понятие равновесия может быть  рассмотрено не только в статическом аспекте, но и в динамическом. Симметричной считается среда, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, среда с высокой энтропией и максимальным беспорядком частиц. Асимметричная среда характеризуется нарушением термодинамического равновесия, низкой энтропией и высокой упорядоченностью структуры.

   При рассмотрении целостного  объекта картина меняется. Симметричные  системы, например, кристаллы, характеризуются  состоянием равновесия и упорядоченности.  Но асимметричные системы, которыми являются живые тела, также характеризуются равновесием и упорядоченностью с тем только различием, что в последнем случае имеем дело с динамической системой.

   Таким образом, устойчивое термодинамическое  равновесие (или асимметрия) статической  системы есть другая форма выражения устойчивого динамического равновесия, высокой упорядоченности и структурности организма на всех его уровнях. Такие системы называются асимметричными динамическими системами. Здесь нужно только указать, что структурность носит динамический характер.

   Понятие равновесия тоже не  является только статическим,  имеется и динамический аспект. Состояние симметрии и движения  не есть нарушение равновесия  вообще, а есть состояние динамического  равновесия. Здесь можно говорить  о мере симметрии вообще, подобно тому, как в физике оперируют понятием движения.

9.1.2.2. Асимметрия как  разграничивающая  линия между живой  и неживой природой

   Пастером было установлено, что  все аминокислоты и белки, входящие  в состав живых организмов, являются  «левыми», т. е. отличаются оптическими свойствами. Объяснить происхождение «левизны» живой природы он пытался асимметрией, глобальной анизотропией пространства.

   Вселенная есть асимметричное  целое, и жизнь в таком виде, в каком она представляется, должна  быть функцией асимметрии Вселенной и вытекающих отсюда следствий. В отличие от молекул неживой природы молекулы органических веществ имеют ярко выраженный асимметричный характер. Придавая большое значение асимметрии живого вещества, Пастер считал ее именно той единственной, четко разграничивающей линией, которую в настоящее время можно провести между живой и неживой природой, Т.е. тем, что отличает живое вещество от неживого. Современная наука доказала, что в живых организмах, как и в кристаллах, изменениям в строении отвечают изменения свойств.

   Для неживой природы характерно  преобладание симметрии, при переходе  от неживой к живой природе  на микроуровне преобладает асимметрия. Асимметрия на уровне элементарных  частиц — это абсолютное преобладание  в нашей части Вселенной частиц над античастицами.

   Все это говорит о большом  значении симметрии и асимметрии  в живой и неживой природе,  показывает их связь с основными  свойствами материального мира, со структурой материальных объектов  на микро-, макро- и мегауровнях, со свойствами пространства и времени как форм существования материи. Накопленные наукой факты показывают объективный характер симметрии и асимметрии как одних из важнейших характеристик движения и структуры материи, пространства и времени, наряду с такими характеристиками, как прерывное и непрерывное, конечное и бесконечное.

   Развитие современного естествознания  приводит к выводу, что одним  из наиболее ярких проявлений  закона единства и борьбы противоположностей  является единство и борьба  симметрии и асимметрии в структуре симметрии и в процессах, имеющих место в живой и неживой природе, что симметрия и асимметрия являются парными относительными категориями.

   Таким образом, симметрия играет  роль в сфере математического  знания, асимметрия — в сфере  биологического знания. Поэтому принцип симметрии — это единственный принцип, благодаря которому есть возможность отличать вещество биогенного происхождения от вещества неживого. Парадокс: мы не можем ответить на вопрос, что такое жизнь, но имеем способ отличать живое от неживого.

9.1.2.3. Опыты Пастера  и Кюри

   Еще в прошлом веке Л. Пастер  и П. Кюри экспериментально  открыли тот факт, что аминокислоты, из которых состоят живые организмы,  способны к поляризации света,  который через него проходит. Оптические изомеры — два ряда молекул, обладающие правой и левой симметрией. Они неразличимы по своим физико-химическим свойствам. Фильтром, позволяющим их различить, является особенность их симметрии: живое вещество всегда построено из однотипных, как правило, левых оптических изомеров. Ответа — почему так? — пока нет. Но благодаря этому есть возможность отличать живое вещество от неживого.

   В распоряжении ученых сейчас  есть определенное количества  вещества космического происхождения  — метеориты, лунный грунт,  доставленные американцами в 1968 г. Его изучение показывает, что в космосе происходят процессы, в результате которых могут возникать биологические макромолекулы. Это приводит к мысли, что усложнение организации материи и выход ее в пред-биологическую форму характерны не только для нашей планеты, но пока, к сожалению, нет ни одного фактора, доказывающего, что в ближайшем космосе существует вещество биогенного происхождения. Поэтому предположение, что земная жизнь имеет земное происхождение является наиболее естественной.

   Таким образом, открытие Пастера  имеет огромное значение для  понимания особенностей мирового  эволюционного процесса и возникновения  жизни. Одним из возможных следствий  этого открытия является возможность  нового осмысления молекулярного  аспекта проблемы происхождения жизни.

9.1.3. Дисимметрия

   Дисимметрией называется внутренняя, или расстроенная, симметрия, т.е.  отсутствие у объекта некоторых  элементов симметрии. Например, у  рек, текущих вдоль земных меридианов, один берег выше другого (в  Северном полушарии правый берег выше левого, а в Южном — наоборот). По Пастеру, дисимметричной является та фигура, которая не совмещается простым наложением со своим зеркальным отражением.

   Величина симметрии дисимметричного  объекта может быть сколь угодно  высокой. Дисимметрию в самом широком смысле ее понимания можно было бы определить как любую форму приближения от бесконечного симметричного объекта к бесконечно асимметричному.

    9.1.4. Антисимметрия

   Антисимметрией называется противоположная  симметрия, или симметрия противоположностей. Она связана с переменой знака фигуры: частицы — античастицы, выпуклость — вогнутость, черное — белое, растяжение — сжатие, вперед — назад и т.д.

   Это понятие можно объяснить  примером с двумя парами черно-белых  перчаток. Если из куска кожи, две стороны которой окрашены соответственно в белый и черный цвета, сшить две пары черно-белых перчаток, то их можно различать по признаку правизны — левизны, по цвету — черноты и белизны, иначе говоря, по признаку знакоинформатизма и некоторому другому знаку. Операция антисимметрии состоит из обыкновенных операций симметрии, сопровождаемых переменой второго признака фигуры.

   Симметрию и дисимметрию можно  рассматривать, по крайней мере, в трех аспектах:

? как  фундаментальные (общеизвестные) объективные законы, в соответствии с которыми должна протекать материальная и духовная жизнь человечества;

? как  особый предмет исследования;

? как  средство познания.

   В последнем качестве они могут  выступать сами по себе, а лишь  в результате адекватного отражения их человеком — в виде соответствующих научных и эстетических категорий.