Ббк я 19-6 [Жданов] ж 42



жүктеу 5.04 Mb.
бет3/25
Дата03.04.2019
өлшемі5.04 Mb.
түріКнига
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25

***
Эволюция химических соединений на нашей планете прошла три основных стадии: неорганическую, органическую и биохимическую. Каждая последующая стадия базировалась на предыдущей, исторически вырастала из нее и потом подчиняла себе, становясь ведущей формой развития. Поразительная общность основных кирпичиков жизни (аминокислот, углеводов, нуклеотидов, витаминов) для всех организмов говорит в пользу единого происхождения всего живого. Но эта общность имеет и ту негативную сторону, что выражает своеобразный тупик в химической эволюции. Отныне синтез подчинен условиям жизнедеятельности организмов как целого, он обслуживает их сообщества, он направлен в сторону дифференциации и специализации соединений на отдельных свойствах.

Качественно новый этап в истории химизма на Земле связан с возникновением и развитием общественного производства. Распашка миллиардов гектаров земли, преобразование видового состава растений и животных, изменение водного режима планеты, создание промышленного производства, развитие горнорудной и химической промышленности – все это революционизировало химизм планеты и открыло путь постепенного превращения биосферы в ноосферу – область разума, как называл ее В.И. Вернадский.

В сознании человечества всегда жив призыв древнего философа: познай самого себя. Но реальный путь самопознания идет через свое другое, через противоположность. Химия есть наука о химической стороне человеческой природы: поэтому-то в давние времена она была последовательно алхимией – наукой о философском камне, потом ятрохимией – наукой о лекарствах, одно время преимущественно пневмохимией – наукой о дыхании. Но человеческая природа имеет общественно-производственный характер, поэтому и химия выступает в конечном итоге как наука о химическом производстве, как химическая технология.

Свою химическую природу человек может познать, лишь

36

поставив между собой как познающим существом и собою же как объектом исследования общественное производство, химическую технологию. Химическая технология преодолевает субъективность подхода человека к своей химической природе и создает основу для строгого и последовательно объективного рассмотрения предмета. Практическое овладение им – доказательство успеха познания на этом пути.



Но химическое познание и производство не ограничиваются простым повторением, воспроизведением того, что человек находит в природе. Он преобразует природный материал, подчиняя его своим целям. Так рождаются химические соединения, которых не было в природе: сотни тысяч и миллионы новых химических веществ. Многие из них лишь повторяют природные органические молекулы в модифицированном виде (например, ацетатное волокно), другие представляют собою чистое творение разума, не существующие на планете фтор-органические или кремний-органические соединения.

Новые соединения – имя им легион – выражают дальнейшее движение материи, но уже через сознательную деятельность человека. Преодоление в промышленном синтезе обычного природного химизма, тесно связанного с химической стороной жизнедеятельности человека, означает конец субъективности химии и превращение ее в чистую объективность, в творчество веществ, не существующих в органической природе. Но эта объективность оказывается одновременно чистой субъективностью, объективированной идеей, «очеловеченной» природой, которую человек формирует и по законам науки, и по своим потребностям, и – говоря словами Маркса – по законам красоты.

Химик вышел из своих лабораторий, он вступил в соревнование с природой, став творцом новых, невиданных химических соединений, веществ, материалов. Задача не из легких, поскольку у природы имелись миллиарды лет и многие миллиарды возможностей для отработки синтетического мастерства. Человек противопоставляет природе свой разум, свою изобретательность, твор­ческий поиск, фантазию. Эстетика молекулярных форм и процесса творческого научного поиска на этом этапе сливается с эстетической стороной технологии общественного производства, всей человеческой цивилизации.

Общественное производство определяет отныне цели, на-

37

правления синтеза химических веществ, пути их применения и распространения, сферу их воздействия, т.е. берет на себя роль ведущей, решающей силы в судьбе химических соединений. Поскольку общество еще не контролирует до конца условия и последствия своей производственной деятельности, то выявляются и стихийные последствия развития химии: воды рек могут быть испорчены отходами коксохимических предприятий, инсектициды могут отравить птиц и заставить замолчать леса. От нерачительного, недальновидного хозяйничанья пропадает, гибнет, выбывает из круговорота масса органических отходов растениеводства и животноводства. И если яд социальных антагонизмов раздирает эксплуататорское общество, то оно начинает синтезировать химические яды: иприт, табун, зарин. Желание уйти от трудностей общественных отношений, житейских неурядиц, нервного напряжения повседневности рождает аналгетики, допинги и даже наркотики. Людская радость побуждает к синтезу нарядных красок, благовоний и пряностей. Поэтому химик, который держит в своих руках судьбу химических соединений, не может бездумно относиться к общественным и нравственным последствиям своей деятельности.



В связи с тем, что процесс химической эволюции вышел за свои природные, естественные рамки, среди некоторых философов возник соблазн использовать это обстоятельство для очередного опровержения материализма. Так, Гастон Башляр, поставив химикам в упрек то обстоятельство, что со времен Лавуазье их наука стала «любимым убежищем реалистов и материалистов» [25], пытается представить дело так, будто в химии главное не существование объективной реальности, а реализация технологической идеи, плана, мысленной модели. «Настоящими химическими субстанциями, – пишет Башляр, – являются технические продукты, полученные искусственным путем, – в гораздо большей степени, чем природные вещества. Этого вполне достаточно для того, чтобы в химии определять реальное как реализованное» [26, с. 53]. Далее Башляр предлагает провести намеченную им реализацию с помощью предварительной «рационализации в духе кантианства» и, наконец, требует создать метахимию, которая устранила бы субстанциализм. Так достижения современной науки в очередной раз используются для подрыва, подтачивания материализма.

38

Башляру, как многим в истории философской мысли, не удалось найти верное понимание природы творческой человеческой деятельности, активности сознания, познающего и практически, через производство преобразующего окружающий, в том числе и химический, мир. Материалистическая диалектика видит в химической технологии новый этап эволюции материи, основанный на познании объективных закономерностей окружающей природы.


Литература

1. Reichenhach Н.// Allgemeine Grundlagen der Physik. Berlin, 1929. S. 8.

2. Франк Ф. Философия науки. M, 1960. С. 113–114.

3. Schwab G.-M. Die Erkenntniskrise der Chemie und ihre Uberwindung. Munchen, 1959.

4. Кант И. Соч. Т. 6. М., 1966. С. 59–60.

5. Платон. Соч. Т. 3. Ч. 1. М., 1971. С. 490.

6. Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель. М., 1970. С. 87.

7. Schelling F. Fruschriften. Bd. 1. Berlin, 1971. S. 349.

8. Гегель Г. Энциклопедия философских наук. Т. 2. М, 1975. С. 234.

9. Кедров Б.М. Три аспекта атомистики. Т. 3. М., 1969. С. 128.

10. Тейлер Р.Дж. Происхождение химических элементов. М., 1975.

11. Жданов Ю.А. Очерки методологии органической химии. М., 1960.

12. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 20. С. 564.

13. Уитроу Дж. Естественная философия времени. М., 1964. С. 12.

14. Бенфи О. Т. // Методологические проблемы современной химии. М., 1967. С. 183.

15. Жерар Ш. Введение к изучению химии по унитарной системе. СПб., 1859. С. 2.

16. Кальвин М. Химическая эволюция. М., 1971.

17. Фокс С., Дозе К. Молекулярная эволюция и возникновение жизни. М., 1975.

18. Кант И. Соч. Т. 1. М., 1971. С. 123.

19. Блюменфельд Д.А. Проблемы биологической физики. М., 1977. С. 16.

20. Кеньон Д. // Происхождение жизни и эволюционная биохимия. М., 1975. С. 115.

21. Deckelmann V. Die ontologische Bedeutung der chemischen Grundbegriffe. Munchen, 1957.

22. Эмме A.M. // О сущности жизни. M., 1964. С. 279.

23. Уолд Дж. // Горизонты биохимии. М., 1964.

24. Гегель Г. Наука логики. Т. 2. М.. 1971. С. 66.

39

25. Жданов Ю.А. Углерод и жизнь. Ростов н/Д, 1968.



26. Bachelard G. La philosophic du non. Paris, 1962. P. 52.
1980 г.
ТЕОРИЯ ОТРАЖЕНИЯ И СОВРЕМЕННАЯ ХИМИЯ
Задача любой науки, изучающей данную конкретную форму движения материи, заключается, в частности, в том, чтобы исследовать специфический характер отражения, присущий ее объекту. При рассмотрении гносеологических проблем химии эта сторона дела до сих пор обычно оставалась в тени. Совершенно очевидно, что свойство отражения у данного материального тела не является сепаратной стороной, которая сосуществует как-то обособленно, параллельно с другими сторонами и свойствами движущегося тела. Свойство отражения неотделимо от бытия объекта. В этом смысле бытие объекта и способность отражать окружающий мир, его непрерывное и многообразное воздействие тождественны.

Указанное тождество полностью реализуется лишь для природы в целом, где отражающее совпадает с отражаемым, где отражение выступает как «работа» природного тела, обращенная на него самого. Если отражение рассматривается как свойство некоторого конкретного объекта, формы движения материи, то указанное тождество тотчас же распадается: остальной мир выступает теперь как нечто внешнее данному объекту, отражаемое в нем. Тем самым возникает вопрос, как совершается, протекает этот процесс, какова его специфика, какие исторические этапы пробегает процесс отражения внутри данной формы движения материи.

Отражение не исчерпывается простым взаимодействием тел. В этом взаимодействии отражение есть некий новый результат, нечто третье, характеризующееся своими особыми чертами, своими закономерностями развития. В эволюции материи могут быть выделены следующие ее свойства, связанные с прогрессирующей способностью отражения: а) формирование индивида как органического и внутренне различенного, противоречивого единства своих частей, способного изменяться в ре-

40

зультате внешних воздействий и все же сохраняющего себя вопреки им; б) расширение многообразия таких внешних ассимилируемых и отражаемых воздействий; в) становление внутреннего образа, отпечатка внешнего предмета; г) формирование и постепенное возрастание сиг­нального воздействия окружающей среды; д) активность объекта, преобразующего окружающую среду, уподобляющего ее себе.



С этой точки зрения каждая форма движения материи должна характеризоваться определенным уровнем развития способности отражения. Очевидно, крайне незначительно это свойство может проявиться на уровне элементарных частиц: электроны или фотоны, например, неразличимы, что лежит в основе применяемых к ним статистик; они внутренне не саморазличны, т.е. к ним вряд ли применимо понятие индивида.

Но указанное тождество представляется расчлененным не только внешне, но и внутренне: общее свойство материи – свойство отражения – оказывается для рассматриваемой формы движения одной из черт ее специфической природы, хотя и связанной с низшими и высшими формами отражения, но противостоящей им. Для данной формы движения материи низшие ступени развития выступают как ее предпосылка, а высшие – как раскрытие, реализация ее возможностей, заложенных в ней тенденций. Отсюда необходимость, неизбежность рассмотрения низшей формы с точки зрения развитой высшей, как ее истины. При анализе процессов отражения в природе невозможно обойтись без применения принципа, в афористической форме высказанного Марксом: анатомия человека есть ключ к анатомии обезьяны.

При исследовании функции отражения на химическом уровне развития материи необходимо постоянное соотнесение его с жизнью, со свойствами живого. Такой подход был верно угадан еще Гегелем: «Химический процесс представляет собой, таким образом, аналогию с жизнью: внутренняя подвижность жизни, наблюдаемая в нем, может повергнуть в изумление. Если бы он мог продолжаться сам собой, он и был бы жизнью; поэтому естественны попытки понять его как жизнь» [1]. Понимание жизни как увековеченного химического процесса подчеркивает как связь, преемственность между химией и биологией, так и различие между ними, поскольку реальный химический про-

41

цесс все же не увековечен, а распадается на свои моменты, затухает в своих продуктах, лишен непрерывности индивидуального развития, замирает во внешнем отношении индивидуальных тел. И вместе с тем химизм есть предтеча и необходимая предпосылка жизни, фундамент и условие всех проявлений живого.



Любая форма движения материи должна быть взята исторически не только в том смысле, что она покоится на низшей и служит фундаментом для высшей, но и как эволюционирующая внутри себя. Химизм зарождается как особый вид устойчивого взаимодействия атомов и поэтому не может быть понят без атомной физики и ее теоретической основы – квантовой механики. Наиболее развитой, раскрытой, конкретной и богатой своей формы химизм достигает в сфере жизни, поэтому самые тонкие стороны и закономерности химизма нельзя познать без изучения биохимических систем.

Какими же путями химическая эволюция приходит к тому, что материя вспыхивает огнем жизни? При попытках ответить на этот вопрос обычно начинают перечислять многообразные свойства атома углерода и его соединений: богатство функциональных отношений, способность образовывать цепи полимеров, комплекс-образование, бесчисленное количество возможных изомеров, образование связей почти со всеми другими химическими элементами. А.И. Игнатов в книге «Проблема происхождения жизни» (М., 1962) перечисляет 15 различных свойств атомов углерода, в том числе указанные выше, и приходит к невеселому заключению, что еще трудно сказать, какому из свойств углерода мы обязаны его роли в жизни (с. 106). Трудность состоит в том, что все перечисленные свойства можно встретить среди других классов химических соединений порознь или вместе. На этой основе возникло стремление определить жизнь чисто функционально, дать формулировку, «абстрагированную от конкретной природы элементарных физических (в частности, химических) процессов, лежащих в ее основе» [2].

Нам представляется правильным выдвинуть иной подход к проблеме химической основы живого, который не учитывается ни одной из спорящих сторон. Этот подход связан с эволюцией форм отражения на химическом уровне.

Химическую форму развития материи мы рассматриваем как эволюционирующую от неорганических веществ к соедине-

42

ниям углерода (органическим), при этом обоим классам химических соединений присущи одинаковые закономерности движения. Вместе с тем органические соединения представляют более высокую, специфическую фазу химизма, особенности которой мы должны вскрыть.



Уже на стадии неорганических веществ возникает качественно новое образование материи – химический индивидуум, который встречается в природе в двух противоположных, полярных формах: ограниченной, конечной – молекулярной и открытой, бесконечно-кристаллической. Молекулярные соединения – вода, углекислота, кислород, водород, азот, аммиак, метан, на различных этапах образуют такие оболочки планеты, как гидросфера и атмосфера. Литосфера, т.е. твердая оболочка планеты, представляет собой область господства ионных кристаллических структур. Особая роль гидросферы заключается в том, что она как бы опосредствует крайние молекулярные и кристаллические формы: кристаллы образуют в водном растворе квазимолекулярные заряженные частицы – ионы, истинно молекулярные системы также имеют тенденцию существовать в ионной форме:
СО2+ H2ОН++НСО3'

NH3+H2ОNH4++OH.


Опосредование гидросферой крайних агрегатных типов планетарного вещества приводит к раскрытию, обнаружению их электрической полярности в ионном характере растворов. Эта полярность выявляется также в существовании двух основных и противоположных классов неорганических соединений: кислот и оснований. В неорганической природе при данной конкретной ситуации и химической обстановке вещество может быть либо кислотой, либо основанием. Объединение этих противоположностей внутри одного химического тела возможно лишь как чередование полярных свойств в зависимости от условий среды. Так, амфотерное соединение гидроокись цинка образует в щелочной среде соли цинковой кислоты, а в кислой – соли металлического цинка:

43

Соединение кислоты и основания ведет к их нейтрализации, к угасанию противоположных начал в нейтральном продукте – соли.



Следует отметить, что любое химическое соединение реализует единство противоположностей, например, ядра и электронов, противоположно заряженных атомов и т.д. Но в неорганической природе развитие не идет дальше такой полярности, в ней противоречие нередко абстрактно, а отдельные молекулы выступают как носители определенного качества вне его противоположности.

Принципиально важной особенностью соединений углерода является способность вмещать и удерживать внутри себя химические противоположности, реализовывать их единство, выступать носителем внутреннего противоречия.

Так, в полимерной природе большинства органических молекул опосредована внешняя противоположность между бесконечной, открытой, кристаллической структурой большинства минералов литосферы, с одной стороны, и замкнуто-молекулярной формой основных компонентов гидросферы и атмосферы – с другой.

Для дальнейшего рассмотрения проблемы мы должны оговориться, что в качестве мысленного образа, который витает в сфере представления и предпослан материалу, мы берем типичную развитую молекулу органического соединения. Как показали модельные опыты С. Миллера и его многочисленных последователей, такие молекулы возникают абиогенным, т.е. чисто химическим путем, из простейших неорганических веществ: воды, углекислого газа, аммиака, метана. Среди них могут быть аминокислоты, углеводы, азотистые основания и т.п. В качестве модели для рассуждений мы берем молекулу аминокислоты аланина, характеризующуюся тем, что она необходимо входит в состав белка:


В молекуле аланина мы видим как бы объединенными осколки, остатки различных веществ, самостоятельно функционирующих в неорганической природе: аминогруппа NH2 явным

44

образом является остатком молекулы аммиака NH3; а гидроксил ОН – остатком воды H2О. Если рассмотреть весь класс органических веществ, то внутри него можно встретить остатки, радикалы всех неорганических соединений: нитрогруппа – радикал азотной кислоты, сульфогруппа – серной, меркаптогруппа –сероводорода и т.д. Поскольку все химические элементы могут входить в состав органических веществ, то становится очевидным, что органическая химия является надстройкой над неорганической, высшей фазой развития химизма. Это особенно ясно выступает при рассмотрении свойств органических соединений. На этом этапе химизма в едином химическом индивидууме объединяются совершенно различные и многообразные качества, которые были оторваны друг от друга, были внешними друг другу на уровне неорганической природы. На этой основе развивается богатство ответов химического индивида на изменение внешних условий, богатство превращений. При этом реакции функциональных групп органической молекулы еще не означают полной гибели химического индивида, а только его модификацию. Этого свойства, как правило, лишены неорганические соединения, которые гибнут в любой реакции.



В отличие от всего того, что мы встречали в неорганической природе, наша аминокислота аланин одновременно является и основанием и кислотой, объединяя оба противоположных качества своей внутренней природой. Еще одно характерное свойство аланина должно быть отмечено: он обладает гидрофобным, отталкивающимся от воды метальным радикалом СН3, и гидро­фильными, тяготеющими к воде карбоксильной группой СООН и NH2. Наконец, устойчивость порядка валентных связей в молекуле сочетается с подвижностью, вращением отдельных групп друг относительно друга:

Но об одном свойстве соединений углерода следует говорить особо. В неорганической природе лишь изредка, ненадолго и чаще всего искусственным путем можно получить вещества,

45

содержащие атомы одного и того же элемента в полярно противоположных валентных состояниях. Это нестойкие соединения, подобные гипосульфиту Na2S2О3, нитриту аммония NH4NO2, которые быстро и легко распадаются. В типичных органических молекулах всегда находятся углеродные атомы, заряженные полярно противоположно, всегда присутствуют углеродистые радикалы полярно противоположной природы. Для молекулы аланина это углерод метильной группы С1 и карбоксильной С3, которые находятся в полярных состояниях окисления и восстановления, что делает систему внутренне неустойчивой, напряженной, термодинамически нестабильной, хотя и способной существовать длительное время (по данным эволюционной биохимии – миллионы лет).



Способность органической молекулы выступать как развитое, многообразное единство противоположных определений является ее важнейшей характеристикой, отличающей от всех других классов соединений и создающей основу для дальнейшего развития. Вполне уместно применить к органической молекуле слова Гегеля: «Нечто, следовательно, жизненно лишь постольку, поскольку оно содержит в себе противоречие и притом есть та сила, которая в состоянии вмещать в себе это противоречие и выдерживать его» [3].

Итак, мы видим, что химическая органическая молекула в состоянии выдерживать в себе целую систему противоречий. Если мы теперь рассмотрим каждое из них, то обнаружим, что оно существует вне молекулы, во внешней среде и выступает как соотношение внешних, еще не дошедших до своего единства моментов. Так, земная атмосфера носит окислительный характер, в то же время литосфера – восстановительный; водная оболочка Земли по своей природе гидрофильна, а атмосфера – гидрофобна; в теле Земли мы находим порознь кислые и основные породы. Внешние моменты противоречивой жизни планеты, разрозненные противоположности объединяются, опосредствуются внутри органической молекулы, выступают в ней в единстве.

Но если в органической молекуле существует сила, способная выдержать противоречие, то эта сила не должна вместе с тем позволить этому противоречию окаменеть внутри молекулы. В самом деле, заключенные внутри органической молекулы

46

противоречия как бы стремятся вырваться наружу, распасться на свои внешние противоположности. Эта тенденция вполне строго прослеживается при изучении химического поведения органических соединений. Нами, исходя из расчетов свободных энергий многих химических реакций, установлено, что органические соединения неустойчивы в условиях окислительной, восстановительной и гидролитической среды, т.е. повсюду на нашей планете [4]. Особенно следует отметить тенденцию органических соединений к спонтан­ному окислительно-восстановительному диспропорционированию, т.е. к необратимому распаду молекулы на возможно более окисленную и восстановленную форму углерода, например:


Все органические соединения в литосфере и гидросфере (даже в стерильных условиях) неустойчивы по своей внутренней природе. Существование их на Земле возможно лишь при условии непрерывного поступления свободной энергии для их воспроизведения. Очевидно, нет других заметных источников этой энергии, кроме космических, что существенно для понимания как путей возникновения, так и сущности органического вещества. В таком случае химические соединения углерода опосредуют собой еще одну внешнюю противоположность, на этот раз уже космического характера: между непрерывным потоком энергии, идущим от центрального светила, и холодной планетой. Эта энергия аккумулируется в ходе синтеза соединений углерода, за счет ее возникает внутренне противоречивая конструкция органических молекул; затем эта энергия шаг за шагом выделяется по мере спонтанного химического превращения, обеспечивая длительную и многообразную цепь эволюции вещества вплоть до распада на простейшие, внешне безразличные противоположные формы. Необ­ходимость внешней энергии для поддержания химического процесса на планете связана с тем, что сам по себе он конечен, ограничен, склонен к затуханию, к окостенению во внешних, абстрактных противоположностях.

Ассимиляция внешних условий в ходе химической эволюции выступает в качестве основы для отражения внешнего воздействия на химическом уровне. Если внешнее условие не асси-

47

милировано указанным образом, то оно не может быть адекватно отражено. Так, например, поскольку внутриядерные процессы и частицы лишь хаотически разрушают, раскалывают, беспорядочно и случайно дезорганизуют молекулу, то они не ассимилируются на химическом уровне и мы не можем ощущать их нашими химическими рецепторами, не можем «нюхать» ά-частицы или различать на вкус мезоны. В то же время химическое соединение строго дифференцированно реагирует на воздействия, видоизменяющие ее физико-химическую природу: химический реагент, звук, свет, механическое изменение. Очевидно, что не всякая молекула способна к этому, а лишь та, которая не только изменяется в ходе указанного воздействия, но при этом и сохраняет себя. Это свойство присуще типичным органическим молекулам живых структур.



В самом деле, в ходе химического превращения обычные неорганические (да и простейшие углеродистые) соединения попросту перестают существовать, превращаясь в нечто совсем другое. В то же время химические превращения органической молекулы в большинстве типичных случаев модифицируют ее, сохраняя некоторую устойчивость индивидуальности. Особенно существенно то, что органические молекулы под внешним воздействием вообще могут химически не измениться, перейдя лишь в иное состояние в результате перераспределения энергии, возбуждения, поворотов отдельных групп, обратимой миграции некоторых атомов, образования временных лабильных связей и т.п.

Этот момент крайне важен для дальнейшей биохимической эволюции материи: химический индивидуум может изменить свою природу, полностью сохранив себя. На этом этапе раскрывается грандиозный процесс отрицания, отрицания в развитии материи: слабы и эфемерные физические силы, лишь слегка модифицирующие молекулу при сохранении ее химической структуры, накап­ливаясь в макромолекулах и их комплексах, становятся основой для формирования структур живого. Переход от химии к биологии выступает как возврат к физике.

Сохранение себя в ходе воздействия извне является существенной основой для возникновения функции отражения. Важно подчеркнуть, что это сохранение себя означает не отсутствие всякой реакции на внешнее воздействие, а именно изменение с

48

одновременным сохранением своей индивидуальности. Господство обратимых реакций в химии обеспечивает длительное сохранение, пребывание и возвращение к себе указанной индивидуальности как носителя свойства (не скажем субъекта) отражения.



Способность материи к отражению впервые проявляется как формирование себя по внешнему предмету на химическом уровне. На низшей ступени неорганической природы эта способность выступает как пассивное приспособление себя к окружающему – кристалл, который представляется статическим, мертвым, однообразно бесконечным уподоблением себя себе подобному. В кристалле внутренняя определенность положена как внешняя форма, но не во внешней границе. Отсюда – пассивная подчиненность внешним факторам и воздействиям, которые определяют характер роста кристалла, его размеры, дислокации, включения, искажения формы.

Такое пассивное, «кристаллическое» уподобление, растворение себя в себе подобной окружающей среде является необходимым моментом всякого химического взаимодействия, но не сводится к нему. Сложная органическая молекула формирует себя по внешнему предмету в момент взаимодействия как система динамическая. Этому способствует гибкость, лабильность, внутренняя подвижность молекулы, наличие полярных по своим свойствам групп. В биологической химии долго господствовало мнение Э. Фишера о том, что молекулы фермента и субстрата относятся друг к другу как замок и ключ. Такой статический подход к фермент-субстратному взаимодействию подорван в последнее время представлением Кошланда о динамическом характере указанного взаимодействия: «пригнанность» фермента и субстрата возникает в ходе самой реакции.

Химическая комплементарность, первоначально возникающая как специфическая адсорбция молекул, как структура переходного состояния в акте реакции, достигает своего высшего выражения в четвертичных структурах биополимеров, в фермент-субстратном комплексе, во взаимодействии антигена и антитела, наконец, в химической рецепции организма (обоняние, вкус). Комплементарность есть одна из форм отражения на химическом уровне, и она прямо подводит нас к ощущению, к работе органов чувств.

49

Современная теория показывает, что в ходе химического взаимодействия двух молекул или фермента с субстратом происходит взаимное изменение, искажение структуры: нарушаются межатомные расстояния, валентные углы, перераспределяется электронная плотность, атомы могут приобрести ненормальную валентность. Здесь в зародыше можно наблюдать, как носитель свойства отражения формирует себя по объекту и одновременно неизбежно преобразует этот объект. Более того, без такого изменения объекта носитель свойств отражения не в состоянии с ним взаимодействовать.



Расчеты показывают, что в момент такого взаимодействия энергия системы максимальна, т.е. она наиболее возбуждена, наиболее деятельна, наиболее богата возможностями дальнейших превращений и изменений. Процесс отражения на химическом уровне есть момент наибольшей активности материи, наиболее тесного и полного формирования носителя отражения по предмету, наиболее глубокого изменения самого предмета отражения. Именно этот момент и заключает в себе специфику и трудно доступную тайну химического движения, а не расфасованные в банках конечные мертвые продукты превращения, по которым мы судим о том, что же произошло за миллиардную долю секунды химического акта. Непрерывное деление этого момента и есть жизнь.

Итак, формирование молекулы по предмету является важнейшей особенностью отражения на химическом уровне. Но если внимательнее присмотреться к этому процессу, то обращает на себя внимание еще одна его особенность: зеркальность отношений носителя и объекта отражения. Прекрасной иллюстрацией этой зеркальности являются биохимические взаимодействия в этимологии, выражаемые схемами, подобными нижеследующей:


Такая схема иллюстрирует обратное стерическое соответствие молекул, оно имеет место и при взаимодействии функциональных групп: кислотные остатки взаимодействуют с основными, электрофильные – с нуклеофильными.

50

В таком случае формирование субстрата отражения по объекту представляет собой обратное, зеркальное уподобление. Отражение оказывается дополнительным, комплементарным объекту. Такая дополнительность является отличительной чертой взаимодействия цепей нуклеиновых кислот, где пары комплементарных оснований соединяются водородными связями, например,


Комплементарность, зеркальность свойственны не только химической ступени отражения: определяя форму предмета, мы охватываем, облегаем его своей рукой, и если предмет выпуклый, то ладонь оказывается вогнутой.

Поскольку химическая форма движения содержит в себе в снятом виде физическую, то химическая молекула может выступить рецептором изменений внешней физической среды. Электрические и магнитные поля, свет, звук, тепло, механические влияния в конечном итоге воздействуют на химическую молекулу, оставляют определенный след, который может сказаться на ее дальней­шем физическом или химическом поведении. Сохраняя свою индивидуальность, она становится носителем сведений о внешнем мире, фиксируя информацию в виде возбуждения, поляризации, конформационного поворота. Эта информация может быть передана при последующих взаимодействиях с другими молекулами.

Особую роль играет при этом акцентирование состояния одной молекулы другой на расстоянии с помощью различных форм резонансного возбуждения. Такое резонансное возбуждение может иметь, в частности, электромагнитную природу и лежать в основе фотохимического «восприятия» колебаний одной

51

молекулы другой, т.е. фактически в основе восприятия цвета. Адекватность восприятия цвета базируется на том, что связанные с химической природой электромагнитные колебания излучателя А вызывают резонансный ответ в молекуле рецептора В, стимулируя в ней и определенные химические сдвиги. Такой резонанс может иметь и акустическую природу [5].



Отмеченная нами способность молекулы отражать, фиксировать внешние физические и химические воздействия при одновременном сохранении своей индивидуальной природы может быть охарактеризована как химическое кодирование. Его особенностью является обратная, зеркальная адекватность внешнему воздействию. Уже на этой стадии видно, что кодирование представляет собой лишь одну сторону процесса отражения, не исчерпывая его полностью. Понятие кодирования, в частности, не раскрывает активности отражения, его воздействия на отражаемый объект. В то же время кодирование на молекулярном уровне есть существенный момент в развитии свойства отражения.

Способность органических соединений образовывать полимерные цепи, пучки молекул, фибриллы лежит в основе формирования каналов связей, по которым может пробегать специфическая волна возбуждения, передаваться информация. Простейшей моделью такого канала связи является цепочка сопряженных связей, по которой передается влияние атомных групп без суще­ственного затухания эффекта.

Итак, мы видим, что химическая молекула может выступить как хранитель информации и как канал связи для ее передачи. Но в сложных биохимических системах молекула может играть еще одну, не менее важную роль: быть переносчиком информации. Фактически этим свойством обладают все органические молекулы, в том числе ферменты, витамины и т.д., но необходимо отметить те из них, которые утратили другие, в частности обменные, функции и специализировались на передаче информации. Классическим примером таких молекул являются гормоны и нуклеиновые кислоты. Первые воздействуют на текущую регуляцию обмена, вторые используются для передачи генетического кода.

Велика и многообразна роль химических соединений для внешней химической информации. Новая и быстро развиваю-

52

щаяся отрасль знаний – химическая экология – уже обнаружила большую группу соединений, используемых для внутривидового и межвидового общения животных. Исключительно важна роль цветочных запахов для поведения насекомых; выделяемые организмами в воду химические вещества регулируют поведение рыб; привлекающие и отпугивающие запахи служат ориентирами животных при пищевом и половом поведении; потревоженные муравьи выделяют гормоны «тревоги», возбуждающие сразу весь муравейник.



Итак, химизм является той формой движения материи, в которой явственно выступает ее общее свойство – свойство отражения.

В его основе лежит формирование химического индивида, внутренне активизированного наличием противоречивых групп, свойств, функций. Этот индивид в состоянии сохранять себя, видоизменяясь под влиянием внешних воздействий. По мере усложнения молекулы растут возможности ее ответа на условия среды.

В химическом процессе мы обнаруживаем формирование молекулы по объекту и противоположное уподобление объекта себе; здесь мы сталкиваемся с зеркальной адекватностью, динамической комплементарностью, с появлением свойства кодирования и передачи информации. Процесс взаимодействия молекул в активированном комплексе делает внешнюю форму одной молекулы содержанием другой и обратно. Развитая, полуфункциональная органическая молекула прорывает ограниченные рамки единичности химических свойств и раскрывает себя как способная к множественности реакций; она не может стать бесконечной формой, но уже не является единичной. В своей действительности она выступает как возможность иного (своего иного).

На химическом уровне, в первую очередь в результате совершенствования механизмов специфического катализа, возникает и совершенствуется способность молекул реагировать по типу сигнализации, когда некий спусковой механизм приводит к действию, не адекватному природе этого механизма. Речь идет о кооперативном действии атомов в молекуле при взаимодействии с субстратом, об ингибировании или ускорении реакций с помощью малых количеств катализаторов, о цепных процессах.

53

Еще раз подчеркнем, что во всех описанных свойствах и характеристиках органических молекул нет каких-либо особых черт, отличных от их бытия. И тем не менее при их взаимодействии зарождается нечто третье, результат, не исчерпываемый описанием взаимодействия. Это – зачатки свойств отражения, которые лежат в основе дальнейшего развития материи в сторону жизни.



Однако химическая форма движения еще не является жизнью. Предоставленный сам себе, химический процесс затухает в равновесии, которое можно представить как безразличное тождество, равнодушную неразличимость сторон. Для молекул органических соединений конечность химической формы выражается в том, что она уничтожает себя, распадается на свои абстрактные противоположности. Химизм способен сохранить себя, только формируя новую систему. Для такой системы внутри химической формы движения создаются предпосылки и, в частности, одна из важнейших – способность отражения.


Каталог: page01
page01 -> -


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет