авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

РАЗДЕЛ II

ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ В ПРИРОДЕ

ГЛАВА II

ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ ВОКРУГ НАС

«Книга природы раскрыта перед нами, но она написана не теми буквами, из

которых состоит наш алфавит…»

(Галилей)

2.1.Примеры конкретного проявления эволюционных принципов и законов, при создании Природой систем «Не надо искать старое в новом, а надо находить новое в старом»

(Я. И. Френкель) В первой главе излагались основные и общие принципы, законы и особенности построения систем концептуально. Проиллюстрируем всё это примерами конкретного воплощения технологических закономерностей иррациональной системологии в Природе.

Различные открытые, замкнутые (полузамкнутые) системы, созданные Природой в процессе эволюции взаимосвязаны, находятся в гармоническом устойчивом неравновесном состоянии, инвариантны — благодаря проявлению феноменальных свойств Золотой Пропорции, ряда чисел Фибоначчи, рассмотренных законов и принципов. Рассмотрим конкретные примеры.

2.1.1. Системы неорганической химии «Недостаточно накопить опыт, надо его взвесить и обсудить, надо его переварить и обдумать, чтобы извлечь из него все возможные доводы и выводы».

(Монтень) С истемы неорганической химии – это базисные, фундаментальные системы для построения макромира, в котором мы существуем. Они создаются по определённым Природой правилам и имеют решающее значение в последующем конструировании материи.

В XIX в. между двумя великими учёными Франции Бертолле и Прустом возник спор, длившийся более 10 лет. Бертолле утверждал, что химические соединения имеют непостоянный состав, который зависит от условий их получения и массы реагирующих веществ. Отрицалось, что их соединения могут иметь строгий постоянный состав.

Пруст же пришёл к выводу, что соединения имеют строго постоянный состав, не зависимый от условий их образования. Спор был разрешён учёными в пользу последнего. Родилась даже целая область химии, изучающая соотношение атомов в соединениях и называемая стехиометрией.

Был открыт Закон кратных отношений: атомы различных элементов могут образовывать бесконечно много всевозможных сочетаний соединённых силами химической связи, но, только некоторые из них являются устойчивыми и сохраняются, а другие погибают, распадаются на более устойчивые соединения. Природа показывает: наиболее устойчивыми являются такие сочетания атомов, которые отвечают законам гармонии.

Рассмотрим окислы урана и хрома. При окислении урана состав образующихся окислов изменяется не непрерывно, а скачкообразно. Между окислами урана УО2 и УО3 образуется целый ряд промежуточных соединений: У2О5, У3О8, У5О13, У8О21, У13О24. Как видим, соотношения атомов, равны отношениям чисел Фибоначчи, а те же отношения, в пределе, стремятся к квадрату Золотой Пропорции.

Аналогичный состав имеют и окислы хрома: Сr2О5, Сг3О8, Сг5О13, Сг8О21.

Те же числа Фибоначчи определяют состав этих соединений.

Соединения с отношениями атомов 5/3, 8/5, 13/8, 21/13, 34/21 явно показывают стремление к достижению Золотой Пропорции, т.е. к отношению атомов, равному:

Ф = 1,61803 … Но, это отношение – иррациональная величина, которая описывается целочисленным отношением атомов.

В Природе существует две противоположные тенденции химической организации – непрерывная и дискретная. Если дискретная форма организации обеспечивает стабильность, прочность, устойчивость химического соединения посредством простых целочисленных отношений атомов, то непрерывная форма организации, ломает эту целочисленность, образуя нестехиометрические соединения.

Они подвижны, изменчивы, обеспечивают быстрый рост, но далеки от устойчивости.

Борьба этих двух противоположных тенденций и рождает реальные химические соединения, в которых в различных формах проявляются обе тенденции химической организации — некий компромисс достигнутый в ходе борьбы.

Целочисленная стехиометрия характерна для устойчивых, равновесных состояний. Причём, чем меньше в формуле соединения элементов, тем вероятнее его образование.

То, что в организации химических соединений присутствуют свойства чисел Фибоначчи, факт установленный. А если учесть, что химия, наряду с физикой, находится в центре естественных наук, изучает состав всего сущего на Земле, то она отвечает на главный вопрос: из чего всё, что нас окружает, состоит – из каких частиц и как эти частицы материи соединяются между собой.

Присутствие чисел Фибоначчи, Золотой пропорции в химической организации свидетельствует о фундаментальности этих понятий, их природной изначальности.

Заглянем глубже. Рассмотрим строение самих атомов химических элементов. Определено, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Масса каждого элемента определяется количеством протонов и нейтронов. Чем больше в ядре атома протонов, тем больше в нём и нейтронов.

Но, оказывается, чем больше атомный вес, тем больше нарушается эта пропорция. Причём, чем больше номер элемента, тем больше в его ядре «избыточных» нейтронов. Их число возрастает в таблице элементов, и у урана в ядре содержится 92 протона и 146 нейтронов – число избыточных нейтронов здесь достигает 54.

Отношение числа нейтронов к числу протонов возрастает, по мере усложнения атомов и увеличения их массы — от 1 у первых элементов, до величины 1,56-1,57 у последних элементов, т.

е., близко к 1,6. Можно предположить, что в пределе отношения в ядрах элементов стремятся к Золотой Пропорции. Это говорит о том, что не все ещё химические элементы в нашей системе открыты нами. Возможно, потому, что их нет в ближайшем окружении, а возможности человечества, пока ещё ограничены.

Числа Фибоначчи проявляются при анализе рядов изотопов химических элементов. Так, наиболее распространены в Природе изотопы с числами нейтронов в них 8, 20, 30, 50, 82, 126, которые называют «магическими». Их сущность не объяснена. Характерно, что ряд «магических»

изотопов обнаруживает свойство рекуррентности и, после деления на 6, преобразуется в ряд очень близкий ряду Фибоначчи.

М. Марутаев, изучающий гармонию в Природе, обнаружил связь ряда чисел Фибоначчи с периодической системой элементов Менделеева и с музыкальным рядом.

Можно, с уверенностью, заключить: Золотая пропорция и ряд чисел Фибоначчи — два проявления фундаментального свойства Природы. Они полностью причастны к организации материи в системах неорганической химии.

2.1.1.1. Золотая пропорция и вода «Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».

(Леонардо да Винчи) Как известно, соотношения Золотой пропорции исследователи находят в морфологической структуре как живой, так и неживой природы. На основании анализа молекулы воды в различных агрегатных состояниях появилась гипотеза, что структура воды практически соответствует треугольнику Золотой пропорции.

Вода — одно из самых уникальных и загадочных веществ на Земле. Природа этого вещества до конца еще не понята. Внешне она кажется достаточно простой, в связи с чем долгое время считалась неделимым элементом.

Лишь в 1766 году Г. Кавендиш (Англия) и затем в 1783 году А.

Лавуазье (Франция) показали, что вода — не простой химический элемент, а соединение водорода и кислорода в определенной пропорции. После этого открытия химический элемент, обозначаемый как Н, получил название «водород» (Hydrogen — от греч. hydro genes), которое можно истолковать как «порождающий воду».

Дальнейшие исследования показали, что за незатейливой химической формулой Н2О скрывается вещество, обладающее уникальной структурой и не менее уникальными свойствами.

Исследователи, пытавшиеся на протяжении двух с лишним столетий раскрыть секреты воды, часто заходили в тупик. Да и сейчас ученые понимают, что вода остается трудным объектом для исследований, ее свойства до сих пор не всегда до конца прогнозируемы.

Магия воды загадочна. Почему жидкая вода имеет такие необычные свойства? Традиционный ответ может быть следующим: из-за свойств атомов кислорода и водорода, из-за их структурного расположения в молекуле, из-за определенного поведения электронов в молекуле и т.п.

Так в чем же заключаются загадочные, необычные свойства привычной всем жидкой воды?

Прежде всего, в том, что практически все свойства воды аномальны, а многие из них не подчиняются логике тех законов физики, которые управляют другими веществами. Кратко упомянем те из них, которые обуславливают существование жизни на Земле.

Особенности тепловых свойств воды «Ты обновляешь лице земли».

(Пс.103:30) Первая особенность: вода — единственное вещество на Земле (кроме ртути), для которого зависимость удельной теплоемкости от температуры имеет минимум.

Из-за того, что удельная теплоемкость воды имеет минимум около 37оС, нормальная температура человеческого тела, состоящего на две трети из воды, находится в диапазоне температур 36-38оС (внутренние органы имеют более высокую температуру, чем наружные).

Вторая особенность: теплоемкость воды аномально высока. Чтобы нагреть определенное ее количество на один градус, необходимо затратить больше энергии, чем при нагреве других жидкостей — по крайней мере вдвое по отношению к простым веществам.

Из этого вытекает уникальная способность воды сохранять тепло. Подавляющее большинство других веществ таким свойством не обладают. Эта исключительная особенность способствует тому, что у человека нормальная температура тела поддерживается на одном уровне и жарким днем, и прохладной ночью.

Таким образом, вода играет главенствующую роль в процессах регулирования теплообмена человека и позволяет ему поддерживать комфортное состояние при минимуме энергетических затрат. При нормальной температуре тела человек находится в наиболее выгодном энергетическом состоянии.

Температура других теплокровных млекопитающих (32-39оС) также хорошо соотносится с температурой минимума удельной теплоемкости воды.

Третья особенность: вода обладает высокой удельной теплотой плавления, то есть воду очень трудно заморозить, а лед — растопить. Благодаря этому климат на Земле в целом достаточно стабилен и мягок.

Все три особенности тепловых свойств воды позволяют человеку оптимальным образом существовать в условиях благоприятной среды.

Особенности в изменении объема воды «Впредь во все дни земли сеяние и жатва, холод и зной, лето и зима, день и ночь не прекратятся». (Быт.8:22) Плотность большинства веществ — жидкостей, кристаллов и газов — при нагревании уменьшается и при охлаждении увеличивается, вплоть до процесса кристаллизации или конденсации. Плотность воды при охлаждении от 100 до 4оС (точнее, до 3,98оС) возрастает, как и у подавляющего большинства жидкостей.

Однако, достигнув максимального значения при температуре 4оС, плотность при дальнейшем охлаждении воды начинает уменьшаться.

Другими словами, максимальная плотность воды наблюдается при температуре 4оС (одна из уникальных аномалий воды), а не при температуре замерзания 0оС.

Замерзание воды сопровождается скачкообразным(!) уменьшением плотности более чем на 8%, тогда как у большинства других веществ процесс кристаллизации сопровождается увеличением плотности. В связи с этим лед (твердая вода) занимает больший объем, чем жидкая вода, и держится на ее поверхности.

Столь необычное поведение плотности воды крайне важно для поддержания жизни на Земле.

Покрывая воду сверху, лед играет в природе роль своего рода плавучего одеяла, защищающего реки и водоемы от дальнейшего замерзания и сохраняющего жизнь подводному миру.

Если бы плотность воды увеличивалась при замерзании, лед оказался бы тяжелее воды и начал тонуть, это привело бы к гибели всех живых существ в реках, озерах и океанах, которые замерзли бы целиком, превратившись в глыбы льда, а Земля стала ледяной пустыней, что неизбежно привело бы к гибели всего живого.

Вода — это жизнь Внешне вода подвижна и податлива, и ее можно заключить в любой сосуд. Однако, проникая в трещины горных пород и расширяясь при замерзании, вода раскалывает скальные породы любой твердости, которые постепенно распадаются на все более мелкие частицы.

Так начинается возврат окаменевших пород в жизненный цикл: на полях промерзание поверхностных слоев земли с ее органическими компонентами помогает образованию плодородной почвы.

Процесс включения твердых веществ в большой круговорот живой природы ускоряется чудесным свойством воды их растворять. Вода с растворенными компонентами твердых веществ становится средой питания и поставщиком микроэлементов, необходимых для жизни растений, животных и человека.

Вода сильнее других жидкостей проявляет свойства универсального растворителя. Если ей дать достаточно времени, она может растворить практически любое твердое вещество. Именно из-за уникальной растворяющей способности воды никому до сих пор не удалось получить химически чистую воду — она всегда содержит растворенный материал сосуда.

Вода абсолютно необходима для всех ключевых систем жизнеобеспечения человека. Она содержится в человеческой крови (79%) и способствует переносу по кровеносной системе в растворенном состоянии тысяч необходимых для жизни веществ. Вода содержится в лимфе (96%), которая разносит из кишечника питательные вещества по тканям живого организма.

Перечисленные свойства и особая роль воды в обеспечении жизни на Земле не могут оставить равнодушным ни один пытливый ум, даже если он верит в счастливые случайности. «Начало всего есть вода», — справедливо отмечал Фалес из Милета в VI веке до н.э.

Немного о льде Лед обладает многими удивительными особенностями, из которых отметим две.

Во-первых, он всегда очень чист химически. В структуре льда практически не бывает примесей: при замерзании они вытесняются в жидкость. Именно поэтому снежинки всегда белые, а льдинки на поверхности грязной лужи практически прозрачные.

Вообще говоря, любой растущий кристалл стремится создать идеальную кристаллическую решетку и вытесняет посторонние вещества. Но в планетарном масштабе именно замечательный феномен замерзания и таяния воды играет роль гигантского очистительного процесса — вода на Земле постоянно очищает сама себя.

Во-вторых, лед и особенно снег обладают очень высокой отражательной способностью.

Благодаря этому солнечное излучение не вызывает заметного нагрева полярных областей, и, как следствие этого, наша планета избавлена от сезонных наводнений и повышений уровня Мирового океана.

Лед и пар. Лед и пар — различные агрегатные состояния воды, и поэтому логично предположить, что в жидкой промежуточной фазе валентный угол отдельной молекулы воды лежит в диапазоне между значениями в твердой фазе и в паре. В кристалле льда валентный угол молекулы воды близок к 109,5о.

Похоже, что геометрическая структура льда в идеальных условиях всегда будит образовывать шестигранные структуры в которых 1 атом кислорода связан с 4 атомами водорода.

Форма которую примет вода, после плавления льда, может быть разной, но до распада водородных связей, от льда ее будет отличать лишь угол образуемый кислородом и атомами водорода. После распада водородных связей структура становится хаотичной.

При таянии льда межмолекулярные водородные связи ослабевают, расстояние Н-Н несколько сокращается, валентный угол уменьшается. При нагревании жидкой воды происходит разупорядочение кластерной структуры, и этот угол продолжает уменьшаться. В парообразном состоянии валентный угол молекулы воды составляет уже 104,5о.

Значит, для обычной жидкой воды валентный угол вполне может иметь некоторое среднее значение между 109,5 и 104,5о, то есть примерно 107,0о. Но так как талая вода по своей внутренней структуре близка ко льду, то и валентный угол ее молекулы должен быть ближе к 109,5о, скорее всего, около 108,0о.

Сказанное выше можно сформулировать в виде гипотезы: в силу того, что талая вода значительно более структурирована, чем обычная вода, ее молекула с большой долей вероятности имеет структуру, максимально приближенную к гармоничному треугольнику золотой пропорции с валентным углом, близким к 108о, и с отношением длин связей примерно 0,618-0,619.

Экспериментального подтверждения этой гипотезы у авторов нет, как нет и какой-либо теории ее обоснования. Есть только догадка, высказанная на этих страницах, которая может, естественно, оспариваться.

Чудо строения «Вначале словом Божиим небеса и земля составлены из воды и водою».

(2Пет.3:5) Прекратим перечисление странных, но жизненно необходимых свойств воды, которых можно набрать еще с десяток, и переключим внимание на секреты необычного строения ее молекулы.

Именно анализ строения молекулы воды позволяет понять ее исключительность в живой и неживой природе. Так что дорога к истине проходит через строение одиночной молекулы воды.

Прежде всего, отметим, что молекула воды самая маленькая среди подобных трехатомных молекул (по отношению к гомологам, то есть водородным соединениям типа Н2S, Н2Se, Н2Те, со свойствами которых традиционно сравнивают свойства воды). Такие молекулы при нормальных условиях образуют газы, а молекулы воды — жидкость. Почему?

Хаотичное сообщество газообразных молекул воды при конденсации, то есть при образовании жидкой фазы, формирует жидкое вещество удивительной сложности. В первую очередь это связано с тем, что молекулы воды обладают уникальным свойством объединяться в кластеры (группы) (Н2О)x.

Под кластером обычно понимают группу атомов или молекул, объединенных физическим взаимодействием в единый ансамбль, но сохраняющих внутри него индивидуальное поведение. Возможности прямого наблюдения кластеров ограничены, и поэтому экспериментаторы компенсируют аппаратурные недостатки интуицией и теоретическими построениями.

При комнатной температуре степень ассоциации X для воды составляет, по современным данным, от 3 до 6. Это означает, что формула воды не просто Н2О, а среднее между Н6О3 и Н12О6.

Другими словами, вода — сложная жидкость, «составленная» из повторяющихся групп, содержащих от трех до шести одиночных молекул. Вследствие этого она имеет аномальные значения температуры замерзания и кипения по сравнению с гомологами. Если бы вода подчинялась общим правилам, она должна была замерзать при температуре порядка –100оС и закипать при температуре около +10оС.

Если бы вода при испарении оставалась в виде Н6О3, Н8О4 или Н12О6, то водяной пар был бы намного тяжелее воздуха, в котором доминируют молекулы азота и кислорода. В этом случае поверхность всей Земли была бы покрыта вечным слоем тумана. Представить себе жизнь на такой планете практически невозможно.

Людям крупно повезло: кластеры воды при испарении распадаются, и вода превращается практически в простой газ с химической формулой Н2О (обнаруженное в последнее время в паре незначительное количество димеров Н4О2 погоды не делает). Плотность газообразной воды меньше плотности воздуха, и поэтому вода способна насыщать своими молекулами земную атмосферу, создавая комфортные для человека погодные условия.

На Земле нет других веществ, наделенных способностью быть жидкостью при температурах существования человека и при этом образовывать газ не только легче воздуха, но и способный возвращаться к ее поверхности в виде осадков.

Удивительная геометрия Итак, какова же самая маленькая среди трехатомных молекул? Молекула воды имеет симметричную V-образную форму, так как два небольших атома водорода располагаются с одной стороны от сравнительно крупного атома кислорода. Это сильно отличает молекулу воды от линейных молекул, например Н2Ве, в которой все атомы располагаются цепочкой. Именно такое странное расположение атомов в молекуле воды и позволяет ей иметь множество необычных свойств.

Если внимательно рассмотреть геометрические параметры молекулы воды, то в ней обнаруживается определенная гармония. Чтобы увидеть ее, построим равнобедренный треугольник Н-О-Н с протонами в основании и кислородом в вершине. Такой треугольник схематично копирует структуру молекулы воды. Длины сторон этого треугольника и валентный угол между двумя связями О-Н изменяются при изменении агрегатного состояния воды. Как же эти данные характеризуют различные состояния воды?

Параметры молекулы воды в парообразном состоянии получены на основе обработки спектров ее поглощения. Результаты неоднократно уточнялись, но по существу правильно оценивают длины связей и валентный угол в молекуле воды в состоянии пара.

Кристаллическая структура льда при нормальном давлении довольно рыхлая с причудливой паутиной связей между молекулами воды. Схематично кристаллическую решетку обычного льда можно построить из атомов кислорода, каждый из которых участвует с соседними атомами в четырех водородных связях, направленных приблизительно к вершинам правильного тетраэдра.

Напомним, что водородной называется связь между атомами в одной молекуле или между соседними молекулами, которая осуществляется через атом водорода. Водородная связь играет чрезвычайно важную роль в структуре не только воды, но и большинства биологических молекул — углеводов, белков, нуклеиновых кислот и т. п.

Если кристаллический лед хорошо упорядочен по кислороду, то этого нельзя сказать про водород: в расположении ионов водорода (протонов) наблюдается сильный беспорядок. Их положение четко не определено, и поэтому лед можно считать разупорядоченным по водороду.

Молекула воды Экспериментальное определение параметров одиночной молекулы воды в жидкой фазе до сих пор встречает непреодолимые трудности, поскольку жидкая вода — это смесь структурных элементов, то есть различных кластеров, находящихся в динамическом равновесии между собой.

Полной ясности в отношении их взаимодействий до сих пор нет, а разделить такую смесь на отдельные компоненты невозможно: «простая» жидкость Н2О не торопится раскрывать свои внутренние секреты.

Вернемся к схеме структуры молекулы воды. В ней есть симметрия, которая играет основную роль в попытках всестороннего объяснения физического мира, и асимметрия, наделяющая эту молекулу возможностью движения и связью с золотой пропорцией. Поэтому кратко напомним о том, что в математике называют Золотой пропорцией.

Золотая пропорция. Вспомним, что это понятие возникает при решении геометрической задачи о нахождении на отрезке АВ такой точки С, чтобы выполнялось соотношение СВ:АС = АС:АВ.

Решение этой задачи приводит к отношению СВ:АС = (-1+v5)/2, то есть к Золотой пропорции, а соответствующее геометрическое деление отрезка АВ точкой С — Золотое сечение. Если принять весь отрезок за единицу, то АС = 0,618033… и СВ = 0,381966....

Время показало, что Золотая пропорция воплощает совершенные и гармоничные отношения двух величин. В геометрической интерпретации она приводит к соразмерному и привлекательному соотношению между двумя неравными отрезками.

Исследователи Золотой пропорции с античных времен до наших дней всегда восхищались и продолжают восхищаться ее свойствами, которые проявляются в строении различных элементов физического и биологического мира. Что же объединяет золотую пропорцию с молекулой воды?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим двумерный образ Золотой пропорции в виде треугольника.

В золотом треугольнике отношение ОА:АВ = ОВ:АВ = 0,618, угол = 108,0о. Для льда отношение длин связей О-Н к Н-Н равно 0,100:0,163 = 0,613 и угол = 109,5о, для пара — соответственно 0,631 и 104,5о.

Не распознать в золотом треугольнике прообраз структуры молекулы воды просто невозможно! Удивительно, что до сих пор так мало внимания обращали на возможность подобной интерпретации ее строения.

И действительно, поместив в треугольнике АОВ в точки А и В атомы водорода, а в точку О — атом кислорода, получим в первом приближении молекулу жидкой воды, сконструированную на основе Золотой пропорции. Подобная элегантность молекулы очаровывает и восхищает. Так что роль молекулы воды в природе и жизни не может быть правильно оценена без учета красоты ее формы.

Совершенство гармонии Убедимся, что молекула жидкой воды — единственное трехатомное вещество, имеющее соразмерности, свойственные Золотой пропорции.

В трехатомных молекулах-гомологах, близких по химическому составу к молекуле воды (Н2S, H2Se и Н2Те), валентный угол приблизительно равен 90о. Например, молекула Н2S имеет следующие геометрические параметры:

длина связи S-Н, нм......................... 0, длина связи Н-Н, нм........................... 0, валентный угол Н-S-Н, град.............. 92, Отношение длин связей S-Н к Н-Н равно 0,694, что далеко от Золотой пропорции. Квантово химические расчеты показывают, что если бы вода была подобна родственным ей веществам, то валентный угол у ее молекулы должен был быть приблизительно таким же, как у Н2S, или больше максимум на 5о.

Но вода, как выясняется, не любит подобия, она всегда герой другого романа. Если бы валентный угол у воды был порядка 90-95о, о Золотой пропорции пришлось бы забыть и вода оказалась бы в одном содружестве с другими водородными соединениями.

Но вода уникальна, ее молекула обладает практически выверенными эстетическими качествами, и поэтому ее свойства необходимо иногда интерпретировать, выходя за рамки традиционной научной парадигмы. И тогда некоторые загадки воды смогут быть объяснены таким «ненаучным» понятием, как гармония.

На приведенные рассуждения можно возразить: экспериментальные измерения геометрических параметров молекулы воды имеют определенную погрешность, и поэтому соотношение золотой пропорции может строго не выполняться. Но даже если в экспериментальные измерения внести еще большую погрешность, молекула воды все равно останется единственным из трехатомных веществ, имеющим практически «золотые» гармоничные пропорции.

Талая вода. В связи с этим обратим внимание на загадку талой воды, которая, по широко распространенному мнению, обладает отличным от обычной воды физиологическим воздействием.

Талая вода удивительна. Она рождается при таянии льда и сохраняет температуру 0оС, пока весь лед не растает.

Совсем недавно ученые выдвинули сенсационную гипотезу: законы мироздания записаны в воде. Золотая пропорция (она же божественная суть), была обнаружена в молекуле талой воды.

В обычной воде угол между атомами водорода равен 104 градусам, в талой воде этот угол неизменно 108 градусов, а соотношение длин водородных связей 0,618 — это особенное состояние воды.

Специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла разрушается только 15% всех водородных связей.

Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними («ближний порядок») в значительной степени не нарушается, хотя и наблюдается бoльшая размытость кислородной каркасной решетки.

Таким образом, талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных кластеров, в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. После таяния всего льда температура воды повышается и водородные связи внутри кластеров перестают противостоять возрастающим тепловым колебаниям атомов.

Размеры кластеров изменяются, и поэтому начинают меняться свойства талой воды:

диэлектрическая проницаемость приходит к своему равновесному состоянию через 15-20 минут, вязкость — через 3-6 суток. Биологическая активность талой воды спадает, по одним данным, приблизительно за 12-16 часов, по другим — за сутки.

Итак, физико-химические свойства талой воды самопроизвольно меняются во времени, приближаясь к свойствам обычной воды: она постепенно как бы «забывает» о том, что еще недавно была льдом.

Человеку с незапамятных времен известны удивительные свойства талой воды. Давно замечено, что вблизи тающих родников растительность альпийских лугов всегда пышнее, а у кромки тающего льда в арктических морях бурно цветет жизнь. Полив талой водой повышает урожайность сельскохозяйственных культур, ускоряет прорастание семян.

При употреблении талой воды устойчиво повышаются привесы в животноводстве, ускоряется развитие цыплят. Известно, с какой жадностью животные пьют весной талую воду, а птицы буквально купаются в первых лужицах подтаявшего снега.

Талая вода, в отличие от обычной, по своей структуре очень похожа на жидкость, содержащуюся в клетках растительных и живых организмов. Именно поэтому для человека более подходит «ледяная» структура талой воды, в которой молекулы объединены в ажурные кластеры.

Это уникальное свойство талой воды способствует ее легкому усвоению организмом, она биологически активна. Вот почему так полезны овощи и фрукты — они доставляют в организм воду, имеющую аналогичную структуру.

При питье талой воды происходит подпитка организма самым гармоничным из всех веществ на Земле. Она улучшает обмен веществ и усиливает кровообращение, снижает количество холестерина в крови и успокаивает боли в сердце, повышает адаптационные возможности организма и способствует продлению жизни. Глоток чистейшей талой воды тонизирует лучше пастеризованного сока, в ней есть заряд энергии, бодрости и легкости. Талая вода освежает и молодит кожу, которая перестает нуждаться в кремах и лосьонах.

Замерзая, а затем оттаивая, вода стирает из своей памяти всю информацию, сохраняя одну единственную, базовую программу жизни.

Именно по этой программе и создавалось все совершенное — расположение листьев на ветке, лепестков в цветке, ниточек в паутине, молекулы ДНК, Вселенная. Получается, что тот, кто создал в бесконечном числе форм этот мир, именно через воду сообщил всему живому программу развития.

Теоретическое изучение свойств талой воды находится пока на уровне гипотез. Нет общепринятого мнения о причинах, вызывающих необычные эффекты при ее применении. Есть определенные проблемы и с доказательной стороной биологической активности талой воды.

Исследования в этом направлении вызывают порой жаркие дискуссии. Сложность проблемы, отсутствие ясности — все это должно не отпугивать, а притягивать и способствовать появлению новых идей, гипотез, теорий.

Таков зачастую тернистый путь развития науки.

2.1.1.2. Золотое сечение в физике Последовательность чисел Фибоначчи и формула Золотого сечения непосредственным образом затрагивает и сферу физики и физических законов:

«Представим две соприкоснувшиеся между собой стеклянные пластины. Теперь направим на них луч света. Часть луча пройдет сквозь стекло, другая часть поглотиться, оставшаяся же часть отразится от стекла. Произойдет явление «множественного отражения». Количество путей которые проходит луч внутри стекла, прежде чем пройти и выйди сквозь стекло, зависит от количества лучей, который не прошли сквозь стекло, а подверглись отражению. Если подсчитать количество лучей, отразившихся от стекла и прошедших сквозь него, то опять же мы получим последовательность чисел Фибоначчи в соотношении 1:1.618».

Оптимальные физические параметры внешней среды Органы чувств человека дают ему возможность воспринимать все многообразие внешнего мира, чутко реагировать даже на незначительные изменения внешней среды, выбирать способ поведения, обеспечивающий ему безопасное для жизни существование. Однако органы чувств не могут воспринимать весь диапазон соответствующих параметров внешней среды, которые могут возникнуть в природе.

Существуют некоторые границы ощущения, характеризуемые минимальными и максимальными параметрами внешней среды, которые человек способен воспринимать. Эти границы называются абсолютно нижним и абсолютно верхним порогами ощущений.

В книге ученого В.И. Коробко «Золотая пропорция и проблемы гармонии систем» (1998 г.) предпринята интересная попытка показать, что нижние и верхние пороги связаны через Золотую пропорцию.

Громкость звука. Известно, что максимальная громкость звука, которая вызывает болевые ощущения, равна 130 децибеллам. Если разделить этот интервал Золотой пропорцией 1,618, то получим 80 децибелл, которые характерны для громкости человеческого крика.

Если теперь 80 децибелл разделить золотой пропорцией, то получим 50 децибелл, что соответствует громкости человеческой речи. Наконец, если разделить 50 децибелл квадратом Золотой пропорции 2,618, то получим 20 децибелл, что соответствует шепоту человека.

Таким образом, все характерные параметры громкости звука взаимосвязаны через Золотую пропорцию.

Влажность воздуха. При температуре 18-20°С интервал влажности 40-60% считается оптимальным.

Границы оптимального диапазона влажности могут быть получены, если абсолютную влажность 100% дважды разделить золотым сечением:

100/2,618 = 38,2% (нижняя граница);

100/1,618 = 61,8% (верхняя граница).

Давление воздуха. При давлении воздуха 0,5 МПа у человека возникают неприятные ощущения, ухудшается его физическая и психологическая деятельность. При давлении 0,3-0,35 МПа разрешается только кратковременная работа, а при давлении 0,2 МПа разрешается работать не более 8 мин. Все эти характерные параметры связаны между собой Золотой пропорцией:

0,5/1,618 = 0,31 МПа;

0,5/2,618 = 0,19 МПа.

Температура наружного воздуха. Граничными параметрами температуры наружного воздуха, в пределах которых возможно нормальное существование (а, главное, стало возможным происхождение) человека является диапазон температур от 0 до +(57-58)°С. Очевидно, по первой границе пояснений можно не приводить. Вторая граница соответствует максимально возможной температуре наружного воздуха для организма человека. Разделим указанный диапазон положительных температур золотым сечением. При этом получим две границы:

(57 + 58)/1,618 = (35,23 + 35,85)оС (57 + 58)/2,618 = (21,77 + 22,15)оС Обе границы являются характерными для организма человека температурами: первая соответствует температуре тела человека 36,6°С (отклонение составляет менее 3%), вторая является наиболее благоприятной температурой для организма человека.

Последнюю границу можно получить из температуры тела человека с помощью Золотой пропорции:

36,6/1,618 = 22,62°С.

Хотя все эти расчеты, на первый взгляд, кажутся искусственными, но тем не менее они заставляют нас задуматься над ними, а иногда и практически использовать.

2.1.2. Филлотаксис «Природа полна бесконечных причин, которые никогда не были в опыте».

(Леонардо да Винчи) Р ассмотрим принципы организации структур в мире растений, т.е. растительных систем. Закономерности в расположении листьев, чешуек, семян, и вообще, всяких частей растения, называется ФИЛЛОТАКСИСОМ.

Филлотаксис (от гр. – лист;

– строй) – особое решётчатое расположение листьев, лепестков и семян у многих видов растений.

Смежные ряды в таких решётках называются парастихи (от – рядом и – ряд). Парастихи закручиваются по винтовым линиями или разворачиваются по спиралям.

Ф. Людвиг установил закон, который свидетельствует о том, что число органов у растений, изменяется не непрерывно, принимая любые значения, а дискретно, скачками, предпочитая одни величины другим. И этими дискретными величинами являются числа Фибоначчи. Особенно отчётливо, это явление, наблюдается в расположении листьев на побегах.

В растительном мире есть несколько способов листорасположения. Так, например, при одном из них, листья побега располагаются строго один под другим, образуя вертикальные ряды (ортостихи). Уловная спираль, соединяющая места расположения листьев на побеге, называется генетической или основной спиралью (точнее, винтовой линией), и делится на ряд листовых циклов. Генетическим этот винт называется потому, что расположение листьев в нём, отвечает порядку появления в нём листьев. Проекция на плоскость листорасположения, позволяет в долях окружности выразить угол расхождения листьев.

Среди придорожных трав растет ничем не примечательное растение - цикорий. Приглядимся к нему внимательно. От основного стебля образовался отросток. Тут же расположился первый листок.

Цикорий Отросток делает сильный выброс в пространство, останавливается, выпускает листок, но уже короче первого, снова делает выброс в пространство, но уже меньшей силы, выпускает листок еще меньшего размера и снова выброс. Если первый выброс принять за 100 единиц, то второй равен 62 единицам, третий 38, четвертый - 24 и т.д. Длина лепестков тоже подчинена золотой пропорции. В росте, завоевании пространства растение сохраняло определенные пропорции. Импульсы его роста постепенно уменьшались в пропорции золотого сечения.

Оказалось, что у каждого растения своё листорасположение. Так, у липы, вяза, бука, злаков, оно описывается отношением 1/2, у ольхи, орешника, винограда, осоки – 1/3, у дуба и вишни – 2/5, у малины, груши, тополя – 3/8, у миндаля, облепихи – 5/13…. В отношениях листорасположения, числа Фибоначчи встречаются строго закономерно, – через одно.

На соцветиях ромашки и маргаритки ясно различимы 34 парастихи, разворачивающиеся против часовой стрелки, и 21 парастиха, разворачивающаяся по часовой стрелке. Оба числа – смежные числа ряда Фибоначчи.

У сосновой шишки чешуйки на поверхности, расположены строго закономерно – по двум спиралям, которые пересекаются, примерно, под прямым углом. Число таких спиралей у шишки равно 8 и 13. Или 13 и 21.

Такие же спирали, в поперечных разрезах почек. Числа этих спиралей, относятся как числа 3/5, 5/8, 8/13.

Рассмотрим подробнее характерные «винтовые оси», которые возникают на стеблях растений. На рисунке а изображен стебель растения с винтовой осью симметрии третьего порядка. Проследим линию листорасположения на этом рисунке.

Для того, чтобы перейти от листа 1 к листу 2, следует повернуть первый вокруг оси стебля на 120° против часовой стрелки (если смотреть снизу) и затем передвинуть листок 1 вдоль стебля по вертикали до тех пор, пока он не совместится с листком 2.

Повторяя подобную операцию, перейдем от листа 2 к листу 3, а затем к листу 4. Обратим внимание на то, что листок 4 лежит над листком 1 (как бы повторяет его, но этажом выше) и что, идя от листа 1 к листу 4, мы трижды совершили поворот на угол 120°, т.е. осуществили полный оборот вокруг оси стебля (120° х 3 = 360°).

Угол поворота винтовой оси у ботаников называется «углом расхождения листьев». Вертикальная прямая, соединяющая два листа, расположенные друг над другом на стебле, именуется «ортостихой». Отрезок 1- ортостихи соответствует полной трансляции винтовой оси.

Число оборотов вокруг оси стебля для перехода от нижнего листа к вышележащему, расположенному в точности над нижним (по ортостихе), может равняться не только единице, но и двум, трем и т.д. Это число оборотов называется «листовым циклом». В ботанике принято характеризовать винтовое листорасположение с помощью дроби, числителем которой является число оборотов в листовом цикле, а знаменателем — число листьев в этом цикле. В рассмотренном нами случае мы имеем винтовую ось типа 1/3.

На рисунке б изображена пятерная винтовая ось симметрии с листовым циклом 2 (для перехода от листа 1 к листу 6 надо совершить два полных оборота). Дробь, характеризующая данную ось, равна 2/5;

угол расхождения листьев составляет 144° (360° : 5 = 72°;

72° х 2 = 144°). Заметим, что существуют и более замысловатые оси, например, типа 3/8, 5/13 и т.д.

Возникает вопрос, какими могут быть числа a и b, характеризующие винтовую ось типа a/b. И вот здесь Природа преподносит нам очередной сюрприз в виде так называемого «Закона филлотаксиса».

Ботаники утверждают, что дроби, характеризующие винтовые оси растений, образуют строгую математическую последовательность, состоящую из отношений соседних чисел Фибоначчи, то есть:1/2, 1/3, 2/5, 3/8, 5/13, 8/21, 13/34,.... (1) В корзинках подсолнечника семена, тоже, расположены по двум спиралям.

Их число составляет, обычно, 34/55, 55/89. Вновь, налицо, сочетание, рядом расположенных, чисел Фибоначчи.

Соцветие эхмеи удовлетворяет строгому математическому закону, основанному на числах Фибоначчи.

Растения, как видим, развиваются, явно, «по Фибоначчи», стремясь к некоторому пределу, к гармонической организации. Отношение чисел в двух рядах приведенных формул филлотаксиса, в пределе стремится к величинам 0,618034…, или 0,381966…,т. е. к частям целого, разделённого на две части по правилу Золотой Пропорции.

Какова же «физическая» причина, лежащая в основе «законов филлотаксиса»? Ответ очень прост. Оказывается, что именно при таком расположении листьев достигается максимум притока солнечной энергии к растению.

С учетом этого замечания нас теперь не удивит и тот факт, что практически все соцветья и плотно упакованные ботанические структуры (сосновые и кедровые шишки, ананасы, кактусы, головки подсолнечников и многие другие) также строго следуют числам Фибоначчи.

Паперомия седая В явлении филлотаксиса, как в фокусе, сконцентрированы многие важнейшие закономерности строения и развития организмов, эволюционные принципы, отражена сущность самой жизни.

Филлотаксис органически объединяет в единое целое:

• Принцип роста (членение целого на части), в соответствии с рядом чисел Фибоначчи.

• Спиральность развития.

• Винтовую симметрию (она проявляется от строения ДНК и РНК, до раковин и моллюсков и тела человека).

• Осцилляцию, по закону маятника.

• Единство непрерывного и дискретного в развитии, (даже иголки хвои растут не непрерывно, а скачкообразно).

• Единство целочисленного и иррационального отношений частей, в целом.

Всё это причудливо переплетено в строении и развитии каждого организма, принимает различные формы, множа разнообразие объектов жизни и, удерживая его в некоторых рамках, обусловленных существованием общих, для всего живого, законов развития.

2.1.2.1. Кривые в ботанике Одним из серьёзных и увлечённых исследователей Золотого Сечения является Сергей Александрович Алфёров, инженер-проектировщик из Тольятти.

Его перу принадлежит много глубоких работ посвящённых этой теме.

Читателям будут, безусловно, интересны такие его работы как: «Золотая пропорция, треугольник Паскаля и принцип квадр», «Обобщенная формула Золотой пропорции», «Квадры», «По саду Золотой пропорции», «Коллаж правильных тел», «О взаимосвязях додекаэдра и икосаэдра», «Логарифмические спирали и их триадность», «О «родительском ряде» (ряде Фибоначчи)», «О взаимообратных числах», «Четыре момента», «Гармония звуков, ряды Фибоначчи и восприятие», «О «серебрянности» и не только», «ВО-прямоугольники, трансцендентный квадрат и пропорции человека».

Но его исследования не только исследование свойств ЗП с помощью математики.Проявление гармонического влияния ЗП Сергей Алфёров находит во многих явлениях жизни, в науке и Природе.

Сергей Александрович ведёт активную переписку с такими же исследователями и поклонниками ЗС как он сам. Он полемизирует с А. П. Стаховым, И. Ш Шевелевым А. П, Саврухиным, А. И Иванусом и другими. С его любезного разрешения приводим самые интересные и понятные примеры.

«Дмитрий Львович Вейзе, врач, который однажды внимательно вгляделся в упорядоченное расположение семечек в подсолнухе. Они уходили от центра рядами кривых, причем в несколько уровней от центра до периферии и с нарастающим количеством кривых в этих уровнях. Как сказал потом Дмитрий Львович, он подсчитал, и его «завело». Эти количества образовывали ряд Фибоначчи.

Я спросил его при встрече.

— А какими кривыми располагаются семечки в подсолнухе?

— Любыми, хоть нарисованными от руки, только не логарифмическими. Логарифмические спирали самоподобны - что в центре, то и на периферии. У спиралей на соцветии идет наращение вдоль по ряду Фибоначчи — так называемое нарастание филлотаксиса. Мне удобно пользоваться архимедовыми спиралями.

— Так Вы и пришли к Золотой пропорции?

— Да, удивился присутствию дискретности в ботанике, да еще — Фибоначчи. Ожидалось бы гауссово распределение. Ан, нет.

— Золотая пропорция в биологии — это только филлотаксис?

— Нет. Сам измерял соотношение длины витков на раковине мелании (так называется аквариумная улитка);

и там золотая пропорция и логарифмическая спираль. Я туда не суюсь, потому что не знаю, как объяснить… Впрочем, могу указать различие: улитка наращивает свою раковину по кромке отверстия — снаружи, как кристалл. При филлотаксисе рост идет изнутри, т.е.

из центра соцветия.

А вообще-то, период говорить «Ах!» по поводу Фибоначчи у меня прошел (сколько можно?).

Но я прекрасно это понимаю вчуже. Ленив, и всех «Фибоначчей» охватить не берусь… Все бы такие были «лентяи» и создавали такие образы своего познания…»

2.1.3. Системы животного мира «Совершенная отрезанность естествоведения и философии часто заставляет целые годы трудиться для того, чтобы приблизительно открыть закон, давно известный в другой сфере, разрешить сомнение, давно разрешённое:

труд и усилие тратятся для того, чтоб во второй раз открыть Америку, - для того, чтобы проложить тропинку там, где есть железная дорога. Вот плод раздробления наук, этого феодализма, окапывающего каждую полоску земли валом, и чеканящего свою монету за ним».

( А. И. Герцен) Н аука накопила огромное количество фактов, говорящих о широком использовании Природой свойств Золотой Пропорции и ряда чисел Фибоначчи в организации структур животного мира – животных систем.

Мир живой природы удивительно разнообразен. Одних только животных насчитываются миллионы видов. Разнообразие всевозможных форм, потрясает своими масштабами. Своим фантастическим разнообразием: от ажурных микроскопических раковин — до гигантских млекопитающих, от неуклюжих крокодилов – до изящных бабочек. Что между ними может быть общего? Но, если Природа едина, то и законы гармонии для создания своих творений она использует те же.

Взглянем на обычную рыбу. Рыбья чешуя расположена строго упорядочено. Рисунок, напоминает расположение чешуек на сосновой шишке. Посчитав число спиралей, убедимся, что они отвечают числам Фибоначчи. В мире животных, также проявляются закономерности филлотаксиса.

Например, они ярко выражены у гидр: возникновение новых почек по стволу тела гидры происходит по спирали с фибоначчиевыми углами расхождения. По принципу филлотаксиса расположены и органы у медуз. Замечены характерные спирали в строении костной ткани и мышечной ткани сердца человека.

Филлотаксис тесно связан с Золотой пропорцией и рядом чисел Фибоначчи. Он повсеместно проявляется в морфологии различных живых организмов, в членении целого на части.

Довольно ярко Золотая пропорция проявляется во всём многообразии раковин, какие бы формы они не приобретали. И признаки гармоничности в раковинах, выражены не приблизительно, а совершенной геометрической формой.

Число лучей морских звёзд отвечает ряду чисел Фибоначчи, или очень близко к ним, и равно: 5, 8, 13, 21, 34, 55.

В теле стрекозы выделяются три части: голова, грудь, брюшко. Брюшко разбито на пять сегментов, а хвост состоит из 8 частей. Сюда ещё необходимо добавить три пары ног с их членением на три части. Нетрудно увидеть в этой последовательности членения целого на части развёртывание ряда чисел Фибоначчи. Длина хвоста, корпуса, и общая длина стрекозы, связаны между собой Золотой пропорцией: отношение длин хвоста и корпуса, равно отношению, общей длины к длине хвоста. Неудивительно, что стрекоза выглядит такой совершенной – ведь она создана по законам Природы. По соразмерностям Золотой пропорции.

Отметим, что насекомые — животные, прекрасно приспособленные к окружающей среде. Но, Природа не остановила на них своего выбора и приостановила эволюционирование, не наделила разумом. Почему? Они вышли из эволюционного коридора, став равновесными в системе «энтропия-информация». Разница между растущей энтропией и освоенной информацией нулевая.

Они превратились в подсистему более мощной динамической системы, заняв место функционального элемента в эволюционной цепочке.

Повсеместно, обнаруживаются признаки Золотой пропорции у земноводных и пресмыкающихся. Глядя на любую черепаху, можно убедиться, что на её панцире расположено сросшихся роговых пластин: 5 в центре и 8 по краям, а на периферийной кайме, находится пластина. На лапах у черепах по 5 пальцев, а позвоночный столб состоит из 34 позвонков.

Ящерица живородящая В ящерице с первого взгляда улавливаются приятные для нашего глаза пропорции - длина ее хвоста так относится к длине остального тела, как 62 к 38.

И в растительном, и в животном мире настойчиво пробивается формообразующая тенденция природы симметрия относительно направления роста и движения. Здесь золотое сечение проявляется в пропорциях частей перпендикулярно к направлению роста.

Природа осуществила деление на симметричные части и золотые пропорции. В частях проявляется повторение строения целого.

Яйцо птицы Великий Гете — поэт, естествоиспытатель и художник (он рисовал и писал акварелью), мечтал о создании единого учения о форме, образовании и преобразовании органических тел. Это он ввел в научный обиход термин морфология.

Пьер Kюри в начале нашего столетия сформулировал ряд глубоких идей симметрии. Он утверждал, что нельзя рассматривать симметрию какого-либо тела, не учитывая симметрию окружающей среды.

У родственника черепахи – крокодила, туловище тоже покрыто роговыми пластинками шипами. У гавиалового крокодила Малайского архипелага вдоль туловища расположено 55 таких пластин. На теле кавказской носатой гадюки расположено 55 таких пятен. В скелете габонской гадюки – 144 позвонка. Все эти числа из ряда Фибоначчи.

Млекопитающие – высший тип животных на Земле. Многие черты строения их организмов унаследованы от далёких предков: земноводных, пресмыкающихся, насекомых.


Например. У животных, принцип членения конечностей такой же, как у насекомых, а на лапах (или руках), по 5 пальцев, как у ящеров, черепах, или крокодилов. Число рёбер у многих животных равно (или близко) 13. Число позвонков меняется сильно, особенно за счёт хвоста. Но, число позвонков равно или близко к 34 и 55. Число зубов, как у домашних, так и у диких животных, также тяготеет к числам Фибоначчи.

Схемы опорно-двигательных аппаратов разных позвоночных удивительно похожи. Общим является принцип трёхчленного строения конечностей, который возник около 300 млн. лет назад в девонском периоде. Строение конечностей различных животных складывалось под воздействием двух основных факторов: законов Золотой Пропорции (или филлотаксиса) и приспособлением организма к среде обитания. Законы Золотой Пропорции определили принцип строения, идеи конституции организмов, а конкретные условия существования, состояние среды обусловили отклонения (флуктуации).

Системы животного мира, самые сложные из живых систем на Земле. Перепробовав огромное количество вариантов, накопив огромный опыт, Природа подготовила почву для очередного качественного скачка. И скачок произошёл — появились принципиально новые живые системы.

Появились живые мыслящие (разумные) системы: Человек и Человечество.

Возникновение живых разумных систем можно по значению для эволюции сравнить, разве что с возникновением жизни на Земле. Но системы животного и растительного мира теснейшим образом связаны с живыми разумными системами, являются неотъемлемой их частью. Исчезни сегодня растения и животные — исчезнет и человек.

2.1.4. Человек, как система. Подсистемы.

«А разве мы сами, если нас исследовать методами физическими, химическими, логическими, не представляем собой те же пляшущие облачка электронов, положительные и отрицательные заряды, вмонтированные в пустоту? И разве наше бытие не является результатом столкновений этих пляшущих частиц, хотя сами мы воспринимаем выкрутасы молекул, как страх, желание, или раздумье?

И что же творится в твоей голове, когда ты мечтаешь, кроме двоичной алгебры приключений и неустанных странствий электронов?»

(Станислав Лем) Ч еловек, как венец творения живой природы, находящийся на вершине эволюции (как мы считаем), неотделим от мира живой природы. Он унаследовал у Природы каждый шаг эволюции, и продолжает начатое дело — эволюционирует.

Рассматривая органы человека (его подсистемы), видим, что их строение и функционирование подчинено тем же общим законам и принципам, которые выбрала Природа для своих творений.

В теле человека насчитывается около 630 мышц, составляющих примерно 40% от массы тела.

Но, 610 – это число Фибоначчи, а 0,38 – отвечает Золотой Пропорции, в делении целого на части.

Делая первый шаг, человек приводит в движение около 300 мышц, в том числе — 144 на позвоночном столбе (144 — число Фибоначчи), 20 — удерживает в равновесии голову. От головного мозга человека отходит 12 пар нервов, а от спинного — 31 пара.

Характерно строение кисти человека. Кисть состоит из трех основных частей: запястья, пясти и пальцев. В состав запястья входит 8 косточек, оно сочленяется с 5 костями пясти, которые составляют основу ладони. Каждый палец состоит из трех фаланг: основных, средних и ногтевых.

Длина основных фаланг всех пальцев (кроме большого), равна сумме длин двух остальных фаланг, а длины всех фаланг каждого пальца соотносятся друг с другом по правилу Золотой Пропорции.

Позвоночник человека состоит из 34 позвонков.

С. В. Петухов при анализе строения животных и человека использовал отношение, связывающее все три части и называемое вурфом. Если это отношение отвечает 1,309…, что равно Ф2/2, оно называется золотым вурфом. Оказалось, что вурф руки человека равен 1,33;

вурф ноги – 1,29;

вурф пальцев – 1,34. С точностью до 3% вурфы всех трехчленных блоков человеческого тела равны между собой и близки к 1,309 — то есть являются золотым вурфом.

Как видно из приведенного перечисления частей человеческого тела в его членении на части присутствуют все числа Фибоначчи от 1 до 34.

Общее число костей скелета человека близко к 233, то есть отвечает еще одному числу Фибоначчи.

В середине 19 в. немецкий учёный Цейзинг нашёл, что всё тело человека в целом и каждый его член, связаны математически строгой системой пропорциональных отношений, среди которых, Золотое Сечение занимает важнейшее место. Он определил, что средняя пропорция мужского тела близка к 13/8 = 1,625, а женского 8/5 = 1,60. Пропорции тела мужчин и женщин отклоняются в разные стороны от Золотой Пропорции – иррациональной предельной величины равной 1,618…, в чём выражается, очевидно, геометрическое различие в половой анатомии мужчин и женщин.

По мнению исследователя И. Шевелева, пропорции тела человека отвечают геометрической гармонии, основанной на соотношениях в прямоугольнике, диагональ которого равна 5, а стороны 1 и 2. По его данным, мужская фигура вписывается в прямоугольник с отношением сторон 0,528:2 и разделена пополам в лонном сращении.

Женская фигура вписывается в прямоугольник с отношением сторон 0,472:2. Высота «венчания» человека – шея и голова, равны 0,326. Пропорции «венчания» отвечают Золотому сечению: 0,202:0,326. Пуп делит тело человека в Золотой Пропорции: 1,236:0,764 = 1,618.

Расстояние от локтевого сустава до конца пальцев равно 0,528.

В приведенных отношениях, числа 0,528;

0,326;

0,202 образуют ряд Золотой пропорции, а число 0,472 является производным Золотой пропорции. Отношение 528:472, названо архитектором В. Жолтовским, «функцией Золотого сечения». Прямоугольник, построенный на отношении функции, очень близок к квадрату и назван «живым квадратом», в то время, как квадрат с равными сторонами – мёртв.

Оценка прекрасного весьма относительна. Например, все ведущие французские искусствоведы, журналы, музеи, конца 19 – начала 20 в., полностью отрицали импрессионизм. А сегодня, о тех же художниках, такие же авторитеты, говорят, что они создали шедевры.

Природой, признаки гармонии и совершенства, заложены изначально, в чём бы то ни было соответствием их пропорциям Золотого сечения и закономерностям ряда чисел Фибоначчи.

Заложи Природа, в основу эволюционного развития другие критерии, для нас прекрасное было бы в других пропорциях и формах. А в соразмерностях стрекозы, храма Парфенона или человеческого тела мы бы не находили ничего прекрасного. Вернее, они должны были бы стать другими, чтобы ими восхищались. Прекрасное заложено эволюцией в генетический код, для того чтобы быть пределом стремлений.

В эпоху Возрождения усиливается интерес к Золотому сечению среди ученых и художников в связи с его применением, как в геометрии, так и в искусстве, особенно в архитектуре.

Леонардо да Винчи, художник и ученый, видел, что у итальянских художников эмпирический опыт большой, а знаний мало. Он задумал и начал писать книгу по геометрии, но в это время появилась книга монаха Луки Пачоли, и Леонардо оставил свою затею.

По мнению современников и историков науки, Лука Пачоли был настоящим светилом, величайшим математиком Италии в период между Фибоначчи и Галилеем. Он был учеником художника Пьеро делла Франчески, написавшего две книги, одна из которых называлась «О перспективе в живописи». Его считают творцом начертательной геометрии.

Пачоли прекрасно понимал значение науки для искусства. В 1496 г. по приглашению герцога Моро он приезжает в Милан, где читает лекции по математике. В Милане при дворе Моро в то время работал и Леонардо да Винчи. В 1509 г. в Венеции была издана книга Луки Пачоли «Божественная пропорция» с блестяще выполненными иллюстрациями, ввиду чего полагают, что их сделал Леонардо да Винчи.

Фра Лука Бартоломео де Пачоли Книга стала восторженным гимном Золотой пропорции. Среди многих достоинств золотой пропорции монах Лука Пачоли не преминул назвать и ее «божественную суть» как выражение божественного триединства Бог сын, Бог отец и Бог дух святой (подразумевалось, что малый отрезок есть олицетворение Бога-сына, больший отрезок — Бога-отца, а весь отрезок — Бога- Духа святого).

Леонардо да Винчи также много внимания уделял изучению Золотого сечения. Он производил сечения стереометрического тела, образованного правильными пятиугольниками, и каждый раз получал прямоугольники с отношениями сторон в золотом делении.

Открытие математических пропорций человеческого тела в XV в., сделанное Леонардо да Винчи и другими, стало одним из великих достижений, предшествующих итальянскому Ренессансу. Рисунок сам по себе часто используется как неявный символ внутренней симметрии человеческого тела, и далее, — Вселенной в целом.

2.1.4.1.Витрувианский человек В 2003 г. вышла книга Дэна Брауна «Код да Винчи». К сожалению, из-за недопонимания переводчиком был допущен ряд ошибок. Так, в русском переводе романа можно прочитать буквально следующее:

«Все растения, животные и даже человеческие существа наделены физическими пропорциями, приблизительно равными корню от соотношения числа PHI к 1». (Число Ф недопереведено и названо PHI, но откуда взялся корень, когда речь идет о самом Ф, то есть о 1,618...?) «Семена подсолнечника располагаются по спиралям, против часовой стрелки», а «соотношение диаметра каждой из спиралей к диаметру следующей равно PHI». (Это на сколько же семечки одной спирали должны отстоять от ряда семечек смежной спирали? На самом деле речь должна идти о пропорции числа спиралей, разворачивающихся по часовой стрелке и против нее).

«Измерьте расстояние от макушки до пола. Затем разделите на свой рост...» и получите PHI.

(Но вы получите не Ф, а единицу, т.к. рост – это и есть расстояние от макушки до пола.) Здесь виноват не Браун, а его русский переводчик. Но утверждение о том, «Витрувианский человек» Леонардо да Винчи (знаменитый рисунок Леонардо, где человек вписан в квадрат и круг) назначен иллюстрировать Ф-пропорции человеческого тела, — уже на совести автора оригинала, потому что никаких Ф-пропорций в этом рисунке нет, хотя это заблуждение кочует из одного опуса в другой.


Античный теоретик архитектуры Витрувий пишет, что культовые здания должны иметь пропорции человека. И добавляет, что человеческое тело есть модель пропорций, поскольку, если человек раскинет руки и ноги, то фигура вписывается в совершенные геометрические фигуры:

квадрат и круг.

Но, не вписывается. Для этого достаточно измерить длину ног от шейки бедра (фактически от тазобедренного сустава) до стопы. И оказывается, что длина раскинутых ног Витрувианского человека короче первой пары его собственных ног почти на 1/10.

То есть, если человеческое тело и вписывается в круг, то до верха этого круга можно достать, только очень сильно подпрыгнув.

В иллюстрации Леонардо к Витрувию Золотого сечения нет не потому, что пупок находится на высоте 1,64 (а не 1,62) от роста, а потому, что вся логика построения тела по Витрувию исключает Золотую пропорцию. Пупок на рисунке — только центр круга, а в основе чертежа квадрат, и только он.

Об этом говорят прямые горизонтальные и вертикальные штрихи, которыми Леонардо разделил руки, ноги, и тело человека: ноги — половина роста, половина от длины ног — их заколенный сгиб. Руки также сгибаются по половине длины (а длина кисти руки – 1/10 от роста).

Само тело поделено на три части (голова с шеей до уровня плечевого сустава;

от плечевого сустава до низа ребер;

от низа ребер до низа лобка).

Верхнюю точку круга Леонардо получил, прибавив к точке плечевого сустава длину руки. А потом нашел середину и сделал ее пупком.

Центр круга – пупок, центр квадрата – низ лобка.

Тело вписано в прямоугольник, короткая сторона которого равна большого квадрата.

По вертикали большого квадрата дает следующие отметки: низ груди, лобок, сгиб ног.

Витрувианский человек — рисунок, сделанный Леонардо да Винчи примерно в 1490-1492 гг., сопровождаемый пояснительными надписями, в одном из его журналов. На нем изображена фигура обнаженного мужчины в двух наложенных одна на другую позициях: с разведенными в стороны руками, описывающими круг и квадрат. Рисунок написан пером, чернилами и акварелью с помощью металлического карандаша, его размер 34,3 на 24,5 см.

В настоящее время находится в коллекции Gаllеriе dell'Ассаdеmiа в Венеции.

Рисунок и текст иногда называют каноническими пропорциями. При исследовании рисунка можно заметить, что комбинация рук и ног в действительности составляет четыре различных позы.

Витрувианский человек. Рисунок Леонардо да Винчи Поза с разведенными в стороны руками и не разведенными ногами вписывается в квадрат («Квадрат Древних»). С другой стороны, поза с раскинутыми в стороны руками и ногами вписывается в круг. И хотя при смене поз кажется, что центр фигуры движется, на самом деле пуп фигуры, который является настоящим ее центром, остается неподвижным.

Впоследствии по этой же методике Корбюзье составил свою шкалу пропорционирования, повлиявшую на эстетику архитектуры XX в. Архитектор Витрувий заложил в своей архитектуре измерения человека.

В сопроводительных записях Леонардо да Винчи указал, что рисунок был создан для изучения пропорций (мужского) человеческого тела, как оно описано в трактатах античного римского архитектора Витрувия, который написал следующее про человеческое тело:

«Природа распорядилась в строении человеческого тела следующими пропорциями: длина четырех пальцев равна длине ладони, четыре ладони равны стопе, шесть ладоней составляют один локоть, четыре локтя — рост человека.

Четыре локтя равны шагу, а двадцать четыре ладони равны росту человека. Если вы расставите ноги так, чтобы расстояние между ними равнялось 1/14 человеческого роста, и поднимите руки таким образом, чтобы средние пальцы оказались на уровне макушки, то центральной точкой тела, равноудаленной от всех конечностей, будет ваш пупок.

Пространство между расставленными ногами и полом образует равносторонний треугольник. Длина вытянутых рук будет равна росту. Расстояние от корней волос до кончика подбородка равно одной десятой человеческого роста. Расстояние от верхней части груди до макушки составляет 1/6 роста.

Расстояние же от верхней части груди до корней волос — 1 /7. Расстояние от сосков до макушки составляет ровно четверть роста. Наибольшая ширина плеч — восьмая часть роста. Расстояние от локтя до кончиков пальцев — 1/5 роста, от локтя до подмышечной ямки — 1/8.

Длина всей руки — это 1/10 роста. Начало гениталий находится как раз посредине тела. Стопа— 1/ часть роста. Расстояние от мыска ноги до коленной чашечки равно четверти роста, а расстояние от коленной чашечки до начала гениталий также равно четверти роста.

Расстояние от кончика подбородка до носа и от корней волос до бровей будет одинаково и, подобно длине уха. равно 1/3 лица. Ширина ладони составляет четыре пальца. Ширина локтя составляет шесть ладоней. Ширина ступни составляет четыре ладони.

Высота человека составляет четыре локтя (и, соответственно, 24 ладони). Шаг равняется четырем локтям. Размах человеческих рук равен его высоте. Расстояние от линии волос до подбородка составляет 1/10 его высоты. Расстояние от макушки до подбородка составляет 1/8 его высоты. Расстояние от макушки до сосков составляет 1/4 его высоты.

Максимум ширины плеч составляет 1/4 его высоты. Расстояние от локтя до кончика руки составляет 1/ его высоты. Расстояние от локтя до подмышки составляет 1/8 его высоты. Длина руки составляет 1/10 его высоты. Расстояние от подбородка до носа составляет 1/3 длины его лица. Расстояние от линии волос до бровей 1 /3 длины его лица. Длина ушей — 1/3 длины лица».

Леонардо не был витрувианцем. Свое графическое рассуждение он предваряет словами: «Витрувий, архитектор, полагает…» И никаких свидетельств о сознательном использовании этим гением Возрождения Золотого сечения и даже об интересе его к Золотому сечению нет.

Дюрер. С конца XIV до середины XVI вв. (эпоха Возрождения) художники и ученые пытались объяснить и описать красоту в научных терминах. На севере Европы, в Германии, над проблемами пропорций тела трудился и классик немецкого Возрождения, Альбрехт Дюрер (Albrecht Durer, 1471-1528). Он — теоретик искусства и автор трудов: «Руководство к измерению с помощью циркуля и линейки» (Нюрнберг, 1525);

«Четыре книги о пропорциях человека» (Нюрнберг, 1528).

Он делает наброски введения к первому варианту трактата о пропорциях. Дюрер пишет: «Необходимо, чтобы тот, кто что-либо умеет, обучил этому других, которые в этом нуждаются. Это я и вознамерился сделать».

Судя по одному из писем Дюрера, он встречался с Лукой Пачоли во время пребывания в Италии. И он подробно разрабатывает теорию пропорций человеческого тела.

Важное место в своей системе соотношений Дюрер отводил Золотому сечению. Рост человека делится в Золотых пропорциях линией пояса, а также линией, проведенной через кончики средних пальцев опущенных рук и т.д. Известен пропорциональный циркуль Дюрера.

Он пытался применить математические принципы к построению идеальной женской фигуры. В результате получилась непропорциональная и некрасивая фигура. Тогда Дюрер в своих попытках описания красоты обратился к природе и написал четыре книги о пропорциях человеческого тела.

В конце концов, он пришел к заключению, что там, где речь идет о формах, на Земле нет никого, кто мог бы судить о том, что такое абсолютно самое прекрасное.

Работая над гравюрой «Немезида или Большая Фортуна» (ок. 1501) применил принципы пропорционирования Витрувия. Согласно исследованию Эрвина Панофского (1892-1968), признанного корифея европейского искусствоведения, в изображённой фигуре даже размер большого пальца согласуется с Витрувием.

Но результат оказался очень далёк от классического идеала и не производил желаемого впечатления, в том числе и на самого Дюрера. В дальнейшем своём творчестве он от услуг Витрувия отказался, но им самим был написан трактат альтернативный труду Витрувия, полное название которого звучит так: «Здесь заключены четыре книги о пропорциях человеческого тела, найденных и описанных Альбрехтом Дюрером из Нюрнберга на пользу всем любящим таковую науку».

В начале трактата Дюрер, критически осмысливший наследие Витрувия, заявляет: «…только совсем слабый разум не верит, что он может найти нечто новое, но держится всегда старого пути, следуя за другими и никогда не осмеливаясь самостоятельно думать».

Дерзость у Дюрера сочетается со скромною, о которой он напоминает людям говоря: «Нет также на земле человека, который мог бы окончательно сказать, какою должна быть прекраснейшая человеческая фигура. Никто не знает этого, кроме одного Бога».

Дюрер потерпел поражение: попытка реконструировать человеческую фигуру с помощью математики не удалась.

Великий астроном XVI в. Иоганн Кеплер назвал Золотое сечение одним из сокровищ геометрии. Он первый обращает внимание на значение Золотой пропорции для ботаники (рост растений и их строение).

В последующие века правило Золотой пропорции превратилось в академический канон и, когда со временем в искусстве началась борьба с академической рутиной, в пылу борьбы «вместе с водой выплеснули и ребенка».

Цейзинг. Вновь «открыто» Золотое сечение было в середине XIX в. В 1855 г. Немецкий исследователь Золотого сечения профессор Цейзинг опубликовал свой труд «Эстетические исследования». Он абсолютизировал пропорцию Золотого сечения, объявив ее универсальной для всех явлений природы и искусства.

Золотые пропорции в фигуре человека Цейзинг считал, что все в мире можно объяснить Золотой пропорцией и рассматривал ее в качестве основного морфологического закона природы и искусства. Он сам сделал тысячи обмеров и показал, что этот закон работает и в пропорциях тела человека и в телах «красивых животных».

Цейзинг проделал колоссальную работу. Он измерил около двух тысяч человеческих тел и пришел к выводу, что Золотое сечение выражает средний статистический закон. Деление тела точкой пупа - важнейший показатель золотого сечения. Пропорции мужского тела колеблются в пределах среднего отношения 13 : 8 = 1,625 и несколько ближе подходят к Золотому сечению, чем пропорции женского тела, в отношении которого среднее значение пропорции выражается в соотношении 8 : 5 = 1,6. У новорожденного пропорция составляет отношение 1 : 1, к 13 годам она равна 1,6, а к 21 году равняется мужской. Пропорции Золотого сечения, как уже отмечалось, проявляются и в отношении других частей тела — длина плеча, предплечья и кисти, кисти и пальцев и т.д.

Подверглись исследованию также греческие вазы, архитектурные сооружения различных эпох, растения, животные, птичьи яйца, музыкальные тона, стихотворные размеры. Цейзинг дал определение Золотому сечению, показал, как оно выражается в отрезках прямой и в цифрах. Когда цифры, выражающие длины отрезков, были получены, Цейзинг увидел, что они составляют ряд Фибоначчи, который можно продолжать до бесконечности в одну и в другую сторону.

Следующая его книга имела название «Золотое деление как основной морфологический закон в природе и искусстве».

В 1876 г., в России была издана небольшая книжка, почти брошюра, с изложением этого труда Цейзинга.

Справедливость своей теории Цейзинг проверял и на греческих статуях. Наиболее подробно он разработал пропорции Аполлона Бельведерского.

Характерный пример взят из дня сегодняшнего. Известно, что Мишель Пфайффер – красивейшая женщина в мире, киноактриса. Но, мало кому известно, что совершенство её красоты удостоверено наукой. Черты её лица очень близки к формуле красоты, которую вывел калифорнийский специалист по пластической хирургии Стивен Марквардт. Он определил константу, которая заведует идеальными пропорциями. Она оказалась равной 1,618! Так, например, ширина рта должна составлять 1,618 часть от ширины носа.

Учёные отметили, что ближе других к совершенным пропорциям стоят славяне. Не зря, Фред Скеписи выбрал на роль Кати Орловой в фильме «Русский дом», по роману Джона Ле Карре, именно Мишель Пфайффер, – как наиболее отвечающую, красоте русских женщин, общепризнанных мировых красавиц.

Исследователи обнаружили присутствие чисел Фибоначчи (или близким к ним), буквально, во всех характеристиках и органах человека. Закономерности строения человеческого тела, в соответствии с Золотой Пропорцией, проявляются в самых неожиданных местах.

Распределение людей по трём группам крови отвечает отношениям чисел 8:21:34. В состав крови человека входят красные кровяные тельца (эритроциты), белые кровяные тельца (лейкоциты) и тромбоциты. Они находятся в пропорции 62:32:6 – отношение числа эритроцитов к двум остальным телам крови, отвечает Золотой Пропорции.

Из генетики известно, что тип людей, связан с характером линейных узоров, на концах пальцев. При нормальном кариотипе, соотношение основных трёх типов отпечатков пальцев, отвечает числам 62:32:6, как и распределение кровяных телец, в крови человека.

Генетика написанная белками Белки — составная часть высших организмов. Это полимеры, в состав которых входит большое количество различных аминокислот. Молекулярная масса белков колеблется от 10000 до нескольких миллионов. Ранее в составе белков насчитывали двадцать аминокислот, а совсем недавно открыли еще одну, неведомую ранее науке, аминокислоту, которую назвали аминолимонной. Похоже, что и здесь прослеживается связь с числами Фибоначчи.

Очень интересные результаты получил московский ученый Б.И. Курганов, занимающийся изучением ферментов. Установлено, что ферменты в организмах склонны образовывать упорядоченные структуры – мультиферментные комплексы. Они образуют четыре различные композиции, в состав которых входит 1,5,13 и 21 молекула гликолитических ферментов. Надо думать, что и эволюция ферментов осуществляется в соответствии с развёртыванием чисел Фибоначчи. Отсутствие некоторых членов этого ряда может быть вызвано естественным отбором или недостаточной изученностью.

Белков в организме человека очень много, причем самых разнообразных. Их свойства и состав определяют последовательностью расположения аминокислот в полимерной цепи и структурой. Хранилищем «плана строительства» молекул белка, вместилищем информации являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК). В этих громадных молекулах содержится важнейшая информация о воспроизведении, построении и жизнедеятельности организма.

Механизм кодирования наследственной информации в молекулах ДНК и РНК окончательно не изучен. Но основные черты химического строения и структуры ДНК и РНК уже известны. ДНК и РНК представляют собой полимеры, основное повторяющееся звено этих полимеров – нуклеотиды. Нуклеотид состоит из тех остатков:

• Остатка молекулы фосфорной кислоты.

• Остатка сахара.

• Остатка азотосодержащего органического основания с циклической структурой.

Органическими основаниями нуклеиновых кислот являются пурины и пиримидины. Они образуют пять наиболее распространенных азотосодержащих оснований – нуклеотидов, входящих в состав ДНК и РНК:

цитозин (Ц), тиамин (Т), урацил (У), гуанин (Г) и аденин (А).

Для синтеза каждого из белков необходим громадный объем информации. Ведь белки печени, например, совершенно не похожи на белки волос.

Молекулы ДНК являются первичным носителем генетической информации. Эта информация передается с ДНК клеточного ядра на молекулы РНК. Молекула ДНК может, разъединятся на две половинки, и каждая из них служит как бы матрицей для синтеза на ней молекулы РНК. Образовавшаяся молекула РНК – эта «лестница с перилами с одной стороны» – служит, в свою очередь, матрицей для синтеза белков.

В молекулах ДНК всегда содержится приблизительно равное число нуклеотидов – единиц Т и А, а также равное число единиц Ц и Г. пары Т и А, а также Ц и Г связаны друг с другом. Генетический код и определяется, по современным представлениям, комбинацией этих оснований в последовательности, например, АТ, АТ, ГЦ, АТ, ГЦ, АТ, ГЦ, ГЦ, ГЦ и т.д.

Сущность проблемы генетического кода сводится к познанию того, какие именно сочетания нуклеотидов приводят к кодированию соответствующей аминокислоты в структуре белка. Один нуклеотид ДНК не может кодировать одну аминокислоту, ибо разных нуклеотидов всего лишь четыре.

Пар нуклеотидов также не хватает для кодирования всех 20 аминокислот, ибо таких пар может быть всего 16. Если взять комбинации по трем нуклеотидам, то получим 64 сочетания, что достаточно для кодирования всех аминокислот. Единица кода, передающая при синтезе белка сведения об одной аминокислоте, получила название кодона.

Сейчас определены триплеты – кодоны для 20 аминокислот. При этом было установлено, что одна и та же аминокислота может быть кодирована несколькими разными триплетами. Это похоже на синонимы в языке – разные слова выражают одинаковое понятие.

В синтезе молекул белка участвуют также рибосомы, молекулы транспортной РНК, АТФ и ряд активирующих ферментов. В клетках было найдено 20 разных транспортных РНК и 20 разных ферментов.

Уже давно было установлено, что некоторые общие принципы формирования сложных систем – от сочетания атомов в молекулах, молекул в клетках организма, клеток в организмах и до организмов в экосистемах – аналогичны тем принципам, по которым слова строятся из букв, предложения из слов, а сложные обращения из фраз.

Первым элементом информации в языке являются звук, буква. Звуки делятся на согласные и гласные. Из букв составляют слог – сочетание гласных и согласных звуков – основа человеческой речи. Из слогов составляют слова, причем некоторые слова состоят из одного слога. И из слов составляют предложения (фразы), из предложений абзацы, представляющие собой законченную мысль. Следующим уровнем языковой информации будет произведение – рассказ, роман, книга. И, наконец, последним, наиболее высоким уровнем будет творческое наследие какого-либо автора, сумма всех его произведений.

Аналогичная иерархия уровней кодирования информации прослеживается и в генетике. Буквами здесь являются нуклеотиды (Г, А, Л, Ц, Т), слогами – триплеты, словами – аминокислоты, предложениями – белки, абзацами – клетки, произведениями – органы, и, наконец, сумма всех произведений – организм.

Получили семь уровней кодирования генетической информации, её хранения и воспроизведения.

На каждом уровне генетического кодирования и передачи информации она суммируется, наследуя информацию более низких уровней, и дополняется некоторым количеством новой информации. Информация непрерывно нарастает не только как сумма битов первичной информации, а также путем непрерывного дополнения новой информации, в соответствии с эволюцией организма – от репликации ДНК до образования клетки, органов и цельного организма.

Возможно, что и здесь проявляются некоторые черты развития системы по мере её усложнения в соответствии с развертыванием ряда чисел Фибоначчи. Это проявляется в уровнях кодирования.

2 – пурины и пиримидины.

2 – число пуриновых нуклеотидов.

3 – число пиримидиновых нуклеотидов.

5 – общее число нуклеотидов.

21 – число различных аминокислот (слов).

146 – число аминокислот в белковой цепи гемоглобина (144 – число Фибоначчи).

Как видим, уже на молекулярном уровне организации различных организмов проявляются закономерности Золотой пропорции и чисел Фибоначчи.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.