Время в живых системах (физиологические часы)

Совершенно по иному проявляется время в живых системах. Здесь наряду с линейным восприятием времени нашим сознанием (психикой) проявляется другая ипостась време­ни — его цикличность, порождаемая эндогенной (внутренней) организацией живой системы. Это время называют биологи­ческим временем или биологическими часами. Наше сознание воспринимает и это время через сложную взаимосвязь с внут­ренней организацией живой материи, очевидно на подсозна­тельном уровне.

Наше сознание как бы раздваивается при внешнем воспри­ятии явлений в пространстве линейного физического времени и внутреннем ощущении биологического времени с его цик­личностью, присущей биофизическим процессам. Появление биологического времени, своего для каждой живой системы, обусловлено необходимостью синхронизации большого чис­ла биохимических процессов, протекающих даже в самых про­стых одноклеточных организмах. Живой сложный организм является иерархической системой, где каждый уровень, выпол­няя свою цель, должен соразмерять ее с выполнением главной цели целой системы организма. Поэтому живая система мо­жет нормально функционировать только в случае хорошей синхронизации работы всех ее подсистем, будучи высокоорганизованной не только во времени, но и в биологическом пространстве. Такая синхронизация порождается наличием биоритмов в системе. Чем сложнее система, тем больше у нее различных биоритмов.

Ряд процессов обмена веществ, роста, развития и движе­ния у живых организмов подвержен ритмическим колебани­ям, которые часто, но не всегда, следуют смене дня и ночи и имеют в этом случае 24-часовую продолжительность периода. Например, у растений наиболее хорошо изучены такие рит­мические движения, как ночное закрывание цветков и опуска­ние листьев, открытых или приподнятых в дневное время.

Временной ход подобных процессов нередко управляется условиями среды, но в других случаях контролируется внут­ренней хронометрической системой, физиологическими часа­ми, которые имеются у одно- и многоклеточных организмов, у растений, животных, человека. Такая эндогенно управляе­мая ритмика называется циркадной ритмикой. Контролиру­ющую ее ход хронометрическую систему, свойственную орга­низму, называют физиологическими часами.

Физиологическими часами регулируются: частота митозов, объем клеточного ядра, форма хлоропластов у растений, ин­тенсивность фотосинтеза и дыхания, активность ферментов и т.д.

В естественных условиях ритмика, отклоняясь от эндоген­ной продолжительности периода в пределах 22 - 28 ч, синхронизируется путем ежедневного 'перевода часов точно на 24ч.

Все это убеждает, что живые системы функционируют в своем собственном биологическом времени. Эксперименты, проведенные на высших животных, показывают, что с возрас­том происходит омоложение лишь некоторых из двух типов клеток - сперматозоидов и яйцеклеток, в результате слияния которых только и может образовываться новый молодой ор­ганизм, начинающий заново отсчитывать свое собственное биологическое время, продолжительность которого сознание воспринимает в физическом или вернее в астрономическом времени.

Существует мнение, что биологическое время не равномер­но, т.е. идет с разной скоростью, если его сравнивать с астро­номическим. После слияния со сперматозоидом яйцеклетка начинает делиться, проявляя способность к пространственной и временной организации. Скорость деления, задаваемая био­ритмами, начинает расти, затем по мере развития организма, достигает максимума и снова уменьшается, становясь нулем при естественной смерти организма.

Подобная закономерность изменения скорости наблюда­ется и во многих циклических биохимических процессах из-за наличия обратной связи. Поэтому, как мы считаем, биологи­ческое время, вернее его скорость, сначала растет, а затем сни­жается. Для сохранения синхронности всех процессов в орга­низме, что необходимо для продолжения его жизни, скорость их тоже сначала растет, затем становится почти неизменной, а при старении начинает замедляться. Поэтому старение, воз­можно, является проявлением замедления биологического вре­мени, запрограммированного эволюцией. Для успешного про­должения развития каждый вид должен обновляться, а это свя­зано с ограничением времени жизни каждого индивидуума в виде. Науке известно, что ограниченность времени жизни ор­ганизма связана со сложностью структурной организации. Например, показано, что одноклеточные организмы могут жить при благоприятных условиях неограниченно долго.

Изменение скорости хода времени на протяжении жизни психологически ощущается каждым человеком. Так, в моло­дости биологическое время идет быстро, а "главный" биоритм делает десять оборотов за час астрономического времени.

Именно поэтому психологически кажется, что астрономичес­кое время тянется медленно: в организме прошло уже десять *" циклов, а в жизни только час. В старости, когда биологичес­кое время идет медленнее и, например, за час протекает толь­ко один цикл, психологически кажется, что астрономическое время летит быстро. Действительно, по часам прошел уже час, * а по внутренним часам совершился только один цикл, по срав­нению с теми десяти, которые проходили за один час в моло­дости. Интересен еще один аспект психологического воспри­ятия времени. Если физическое время разделяет прошлое и бу­дущее, как один миг, т.е. является точкой на оси времени, то настоящее удерживается в психике от 1 до 4—5 с. Если бы мы настоящее также ощущали как миг, то не могли бы восприни­мать мелодию, а воспринимали бы музыку, как отдельно зву­чащие ноты.

По аналогии со временем в живых системах мы считаем, что и физическое время есть первичная фундаментальная сущ­ность Вселенной, как и пространство, и вещество, т.е. мате­рия. И это действительное физическое время тоже, как и био­логическое, неравномерно, если измерять его нашим матема­тическим, искусственно придуманным временем. Оно при воз­никновении Вселенной после квантовой неопределенности, равной приблизительно Ю-⁴³ с начинает убыстряться вместе с расширением Вселенной, затем становится практически рав­номерным, и после начала сжатия, если такое будет, начнет снова уменьшаться. Интересно отметить, что невозможно при­думать прибор или опыт, который показал бы неравномер­ность времени, если оно действительно обладает таким свой­ством. Обнаружить это свойство времени можно лишь по тем следам, которые остались во Вселенной.

Поэтому время, наделенное таким свойством, может объ­яснить многие неразгаданные еще наукой "загадки" мира, ну, например, сразу становится понятой необратимость времени, т.е. его однонаправленность ("стрела времени"), несимметрич­ный распад К- мезонов и др.  Из всего вышеизложенного следует, что время все еще ос­тается одним из самых загадочных явлений нашего мира и науке придется много пережить, прежде чем  удастся найти пути к его действительному сознанию.

   Заключение

Изучение проблем, связанных с философским анализом материи и её свойств является необходимым условием формирования мировоззрения личности, независимо от того, окажется ли оно в конечном счёте материалистическим или идеалистическим.

В свете изложенного достаточно очевидно, что очень важна роль определения понятия материи, понимания последней как неисчерпаемой для построения научной картины мира, решения проблемы реальности и познаваемости объектов и явлений микро- и мегамира. В последние годы во все большем круге смежных гуманитарных и естественных наук, а также в науках о человеке появляется все возрастающее понимание решающего значения пространства и времени. Как ученые, так и практики постепенно осознают, что почти любой физический процесс и действия человека имеют свою географию, а также историю.

Перед естествознанием встала задача исследовать существующие конкретные свойства пространства и времени. Была создана чрезвычайно богатая по своему содержанию физическая теория пространства и времени – теория относи­тельности (А. Эйнштейн, 1905г., 1915-1916).

. Удалось твердо установить, что вре­мя и пространство не оторваны друг от друга, а составляют единое четырехмерное многообразие (пространство характе­ризуется тремя измерениями, четвертое измерение относится ко времени). Важнейшей чертой XXXИИXXXиииальной теории относи­тельности является возможность рассматривать те или иные физические процессы, базируясь на различных системах от­счета, при условии, что последние движутся относительно друг от друга с постоянными скоростями.

Учение о пространстве и времени тесно связано с различ­ными областями физики, астрофизики, космологии, биологии. Вопросы, связанные с современным понима­нием пространства и времени, имеют и большое методологи­ческое значение, на что неоднократно указывал великий рус­ский естествоиспытатель В.И. Вернадский.