Рассмотрим, какие фундаментальные научные понятия связаны со старением живого организма. В качестве примера возьмём организм человека. И попробуем разобраться, от каких фундаментальных понятий зависит продолжительность жизни человека, и как зависит.
Живой организм человека можно рассматривать как сложную интегрированную термодинамическую систему. В некотором смысле, в короткие промежутки времени, организм человека можно считать закрытой термодинамической системой. Можно ли его описать в качестве единой термодинамической системы? Вполне возможно, но сделать это будет крайне сложно, потому что практически организм человека состоит из сложных взаимосвязанных биологических составных систем второго уровня, которые нужно рассматривать в качестве открытых биологических систем. Например, кровеносная система, нервная система, пищеварительная система и т. д. Это открытые составные биологические системы, из которых и построен биологический организм в целом. Биологические системы второго уровня состоят из более мелких открытых систем третьего уровня и т. д.
Если биологический организм, в целом и в ограниченном промежутке времени, можно принять в качестве закрытой термодинамической системы, то составные биологические системы рассматривать в качестве закрытых систем невозможно. Поэтому описать взаимодействие составных биологических систем крайне сложно. Это открытые системы, которые непрерывно взаимодействуют друг с другом не только энергетически, но и информационно, кроме того этих систем в организме человека довольно много, и охватить всё сразу, это довольно трудная задача.
Каждая составная биологическая система организма является сложной термодинамической системой, и описывается термодинамическими законами. А сложная термодинамическая система обязательно стремится к какому-то состоянию равновесия. Наиболее вероятное состояние равновесия является самым устойчивым равновесием. Кроме этого состояния равновесия существуют менее вероятные устойчивые состояния. Если термодинамическая система не может находиться в самом устойчивом равновесном состоянии, то она стремится ко второму уровню менее устойчивых равновесных состояний. Если система не может находиться и в таком состоянии равновесия, тогда она будет стремиться к следующему, более слабому, уровню равновесия, и т. д.
Что такое идеальный живой организм с точки зрения термодинамики? Это такой живой организм, который находится в самом устойчивом состоянии термодинамического равновесия. И все составные биологические системы тоже находятся в самых устойчивых состояниях термодинамического равновесия. Думаю, что реально таких идеальных живых организмов не существует. Потому, что в реальном окружающем мире живой организм подвергается непрерывным атакам различных болезнетворных бактерий и микробов. В результате все составные биологические системы организма переходят в такие состояния равновесия, которые позволяют им бактерии и микробы. То есть составная биологическая система будет находиться в таком состоянии равновесия, которое устанавливается на молекулярном уровне между клетками биологической системы, полезными микроорганизмами и вредными микроорганизмами. Как правило, это не самое устойчивое равновесие из всех возможных равновесий.
Болезнь любой составной термодинамической системы организма нарушает равновесие не только в этой термодинамической системе, но и во всём организме. Поэтому болезненное состояние живого организма рассматривать не будем. То есть явно медицинские вопросы рассматривать не будем, я просто не специалист в этих вопросах.
Вышеприведённые размышления подводят нас к вопросу о том, что такое старение с точки зрения термодинамики. Можно считать, что с точки зрения термодинамики, молодой организм близок к идеальному состоянию. То есть в нём все составные биологические системы находятся в самых устойчивых состояниях равновесия. Поэтому и весь организм в целом находится в самом устойчивом состоянии термодинамического равновесия. В дальнейшем составные биологические системы постепенно переходят в менее устойчивые состояния равновесия. Так же в менее устойчивое состояние равновесия переходит и весь организм. То есть процесс старения живого организма, это скатывание организма и его систем от более устойчивого состояния термодинамического равновесия к менее устойчивым состояниям, и далее, к ещё менее устойчивым состояниям равновесия. По-видимому, процесс старения будет происходить даже при отсутствии болезнетворных микроорганизмов. А наличие болезнетворных микроорганизмов процесс старения будет только ускорять.
С такой точки зрения, идеальное лечение, это попытка вернуть организм, или его составные биологические системы в первоначальное состояние, то есть в самое устойчивое состояние термодинамического равновесия. Но практически это невозможно, реальное лечение просто помогает составным биологическим системам прийти в одно из менее устойчивых состояний равновесия. То есть реальное лечение может только замедлить процесс старения. Лечение не может прекратить процесс старения.
Составные биологические системы организма являются открытыми, и непрерывно взаимодействуют друг с другом. Поэтому стоит одной из составных биологических систем перейти в менее устойчивое состояние равновесия, как об этом сразу "узнают" все соседние составные биологические системы. И, по крайней мере, некоторые соседние биологические системы в изменившихся условиях тоже начинают искать лучшее для изменившихся условий новое состояние равновесия. Это означает, что даже самое удачное лечение не может вернуть организм в своё наилучшее состояние равновесия. Лечение только помогает составным биологическим системам, и всему организму в целом, найти новое состояние термодинамического равновесия.
Итак, с точки зрения термодинамики, старение живого организма представляет собой постепенный дискретный переход из состояния самого устойчивого термодинамического равновесия в менее устойчивые состояния равновесия. Иначе говоря, в живом организме постепенно нарастает состояние хаоса. Можно ли этому процессу противодействовать, и таким образом увеличить продолжительность жизни человека? Частично можно. Но в целом это необратимый процесс.
Если какой-то орган в организме, например, сердце или лёгкие, престают работать, то есть с точки зрения термодинамики переходят в состояние полного хаоса, то единственным способом спасения организма является пересадка работоспособного органа. Естественно, после этого организм переходит в менее устойчивое состояние равновесия, и не сможет функционировать так же успешно, как прежде. Это же происходит и при лечении, пересадке или удалении любого другого органа человека.
То есть с точки зрения термодинамики, любое правильное лечение есть процесс борьбы со старостью, и продлевает жизнь человека. Но в целом остановить процесс старения организма невозможно. Это будет противоречить законам термодинамики.
Некоторые термодинамические процессы можно просчитать и предсказать результат. В сложных термодинамических системах можно только с какой-то вероятностью предсказать следующую точку бифуркации. Но в живом организме открытых биологических систем много, и они тесно взаимосвязаны между собой, поэтому вопрос предсказания эволюции биологического организма это крайне сложный вопрос. Вполне вероятно, что следующий эволюционный шаг с какой-то вероятностью предсказать можно. Но таких шагов много, и математика становится бессильной. Нужны новые методы исследований.
С этой точки зрения, лечение - это процесс вхождения организма в состояние какого-то термодинамического равновесия. В настоящее время термодинамическое равновесие в организме чаще устанавливают на макроуровне, в основном, на основе макропараметров, давление, анализы и т. п. А нужно бы этот процесс устанавливать на микроуровне, то есть за счёт равновесия между различными микроорганизмами.
Физическое время и старение.
Часто о человеке, который ушёл из жизни в среднем возрасте, говорят, что он сжёг свою жизнь. В том смысле, что человек вёл очень активный и энергичный образ жизни, буквально горел всю свою короткую жизнь. Чаще всего очень энергичный образ жизни не выдерживает сердце, и человек умирает от какого-то сердечного заболевания. Но медицинский аспект этого вопроса затрагивать не будем. Обратим внимание на другую причину.
В статьях "Аксиоматика восприятия человека" и "Аксиоматика системного восприятия человека" рассматривался вопрос о необходимости введения понятия физического времени. Понятие времени ввели в качестве заменителя реальных процессов в окружающей природе. Равномерная шкала математического времени - это вообще математическая абстракция, существующая только в нашем сознании, но очень помогающая нам понять многие закономерности в окружающем мире. К сожалению, для понимания процессов в живых организмах, понятие математического времени мало помогает.
Для описания многих биологических процессов вводят понятие биологического времени. Но количество различных биологических времён нарастает, и такой путь развития науки перестаёт выглядеть правильным. Думаю, удобнее использовать понятие физического времени, поскольку физическое время напрямую связано с различными процессами в природе и может течь с различной скоростью. Физическое время - это предельное восприятие любого изменения в окружающем нас мире. Физическое время - это промежутки между событиями.
В неживой материи многие промежутки между событиями являются периодическими, и не изменяются во времени. Поэтому в неживой материи для описания многих явлений удобно использовать равномерное математическое время. У живой материи многие события тоже являются периодическими, но они изменяются во времени. Самый простой пример сердцебиение, у человека сердцебиение в зависимости от нагрузки может изменяться примерно от 50 до 200 ударов в минуту. Да и скорость остальных процессов в живом организме изменяется в зависимости от нагрузки. А в качестве заменителя реальных промежутков между событиями мы можем использовать понятие физического времени. Поэтому физическое время может течь с различной скоростью.
Когда живой организм ведёт спокойный образ жизни, скорость течения биологических процессов в организме небольшая. Если мы для описания используем понятие физического времени, это значит, что физическое время в живом организме течёт медленно. Если живой организм ведёт активный образ жизни, биологические процессы в живом организме протекают с большей скоростью. Тогда физическое время в живом организме течёт быстрее.
С точки зрения общепринятого математического времени. Допустим, генетическая продолжительность жизни человека определяется до возраста 200 математических лет. Неумение вести размеренный образ жизни сокращает этот срок примерно в два раза, до 100 математических лет. Болезни сокращают этот срок ещё в несколько раз. Если человек вёл спокойный образ жизни, его физическое время шло довольно медленно, и его продолжительность жизни может составить примерно 100 - 120 математических лет. Если же человек вёл активный образ жизни, его физическое время шло с большей скоростью, и его продолжительность жизни может составить примерно 40 - 50 математических лет. То есть скорость старения человека зависит от того, какой образ жизни он ведёт, спокойный или активный.
Это же можно описать и без понятия времени. Допустим, генетически работа сердца рассчитана на 7 миллиардов пульсаций. Болезни сердца могут сократить это количество ударов в несколько раз. Но если болезней не было, то сердце отработает своё запрограммированное количество ударов независимо от активности жизни. Если жизнь была активной, то 7 миллиардов ударов будут отработаны быстрее. Если жизнь была пассивной, то 7 миллиардов ударов будут отработаны медленнее. То есть 7 миллиардов ударов могут быть отработаны и за 50 общепринятых математических лет, и за 100 математических лет, это зависит от активности жизни.
Если мы будем измерять продолжительность жизни физическим временем, то 7 миллиардов ударов сердца - это и есть физическое время жизни. То есть при отсутствии болезней, физическое время жизни для всех людей примерно одинаково: 7 миллиардов ударов сердца. Это означает, что физическое время жизни, заложенное на генетическом уровне, для всех здоровых людей примерно одинаково. Но на протяжении жизни физическое время может идти с разной скоростью, это зависит от активности жизни. Когда сердце бьётся быстрее, физическое время живого организма идёт быстрее. Когда сердце бьётся медленнее, и физическое время живого организма идёт медленнее. Естественно всё это относительно равномерного математического времени. Поэтому продолжительность жизни, измеряемой математическим временем, будет разной.
Если мы хотим изучать живой организм человека, то за основу нужно брать не математическое время, а физическое время. За единицу измерения времени нужно брать, например, пульс, то есть промежутки между последовательными ударами сердца. И все исследования организма нужно привязывать не к какой-то абстрактной секунде, а к вполне реальному сердечному пульсу.
Вы скажете, что пульс неравномерен. Это он неравномерен к общепринятому нами математическому времени. Просто мы за тысячи лет так привыкли считать. А для организма секунда - ничто, а пульс - всё. Относительно пульса все процессы в организме становятся равномерными относительно физического времени организма, если хотите, все процессы в организме становятся равнопульсирующими. И тогда вы увидите и откроете новые законы функционирования организма.
Все временнЫе процессы в организме нужно привязывать не к секунде, а к пульсу. До такого-то удара сердца продолжается внутриутробная жизнь. С такого-то удара сердца до такого - роды. С такого-то удара до такого - младенческий возраст и т. д. То есть с медицинской точки зрения возраст человека осмысленнее измерять не абстрактным математическим временем, а физическим временем, то есть количеством ударов сердца.
ВрЕменные законы.
Всегда ли можно для сложной термодинамической системы установить фундаментальные законы? Например, для атмосферы Земли. Когда в районах полюсов преобладают одни условия, в районе экватора доминируют другие условия. Причём атмосфера земли подвержена периодическим климатическим изменениям. Возникает мысль, что для таких случаев должны существовать законы, которые могут выполняться в ограниченном пространстве и времени, то есть локальные и временные законы. Поскольку локальные законы, действующие в ограниченном пространстве, также ограничены и во времени, то локальные и временные законы буду называть одним термином - временные законы. Через какое-то время эти законы перестают действовать в данном месте, и вместо них возникают другие законы, которые тоже являются временными законами.
Тот же самый вывод напрашивается и для сложных общественных систем. Общественные системы настолько изменчивы и непредсказуемы, что если в них и существуют закономерности, то они носят временный характер. То есть законы общественного развития тоже должны быть временными.
Но наиболее чётко вопрос о существовании временных законов следует из изучения живых организмов и их систем. С точки зрения теории хаоса, временные законы должны существовать в точках бифуркации. То есть временные законы работают в период, когда термодинамическая система находится в положении равновесия. А в период перехода от одной точки бифуркации к другой система будет в состоянии хаоса, и установить законы перехода крайне трудно. То есть биологическую систему можно рассматривать в качестве термодинамической, и в ней будут существовать самостоятельные временные законы.
Не знаю, можно ли психологическую систему рассматривать в качестве термодинамической системы. Но в психологической системе могут возникать свои временные законы. Возможно, существованием в психологической системе временных законов можно объяснить резкие изменения поведения человека. Например, длительное время человек был "нормальным", и вдруг пошёл на преступление, стал экстремистом, или просто поменял свою систему взглядов, политическую, моральную, бытовую. Эти изменения могут происходить под влиянием какой-то моды. Также эти изменения могут происходить под влиянием средств массовой информации.
Общество - это тоже живая система и в нём функционируют временные законы. Например, в финансовой системе установили определённые законы. Через какое-то время они перестают действовать, потому что в общественной системе произошли определённые изменения. Не понимая этого, власть по-прежнему продолжает действовать в рамках старых временных законов, и общество неизбежно погружается в очередной кризис.
В сложных системах могут быть и фундаментальные законы, но, скорее всего, они должны носить общий философский характер. Например, такой закон, назовём его первым. 1. В сложной общественной системе законы могут быть только временными. Ещё пример второго закона: 2. В финансово-экономической системе неизбежно формирование коррупции и мошенничества.
О последнем законе. Любое общество постоянно борется с коррупцией, но толку от этого мало. Ради этой борьбы часто видоизменяются юридические законы, постоянно принимаются различные поправки к законам. Но все, кому нужно, быстро находят новые уловки, и новые схемы мошенничества. Это касается всех, в том числе и бюрократической системы, которая вроде бы обязана бороться с коррупцией. А на самом деле часто в ней участвует.
Все попытки борьбы с коррупцией бесполезны, потому что 2 закон гласит: в финансово-экономической системе неизбежно формирование коррупции и мошенничества. Поэтому борьба с коррупцией ничего не даст, коррупция всё равно будет существовать. Даже если мы одну финансово экономическую систему заменим другой системой, всё равно в ней неизбежно возникнет коррупция. Потому что таковы законы финансово-экономического развития.
Путь борьбы с коррупцией указывает первый закон. Поскольку в общественной системе все законы временные, единственный путь борьбы с коррупцией это изменение законов. Чтобы к ним было труднее приспособиться.
Можно добавить ещё один закон для борьбы с коррупцией. 3. Чем меньше посредников, тем меньше коррупция. Если власть действительно готова бороться с коррупцией, она должна уменьшать число посредников. Если этого не происходит, значит, борьба с коррупцией только декларируется.
У меня физическое образование, и я привык относиться к понятию закона, как к чему-то фундаментальному. Действительно, многие законы природы являются фундаментальными. Если закон временный, то это как бы и не закон. Но это не так. Вполне вероятно, что наступает время признания существования в сложных системах временных законов.