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바우어 - 이론생물학. E.S.

모든 유일한 생명체는 결코 평형 상태에 있지 않으며 자유 에너지로 인해 기존 외부 조건에서 물리 및 화학 법칙이 요구하는 평형에 반하는 작업을 지속적으로 수행합니다.

바우어 E.S. 이론생물학, M.-L., Ed. VIEM, 1935, p. 43.

어윈 바우어(Erwin Bauer)는 생명체의 열역학적 특성을 연구하기 위해 노력했으며, 이 물질을 특별한 비평형 상태의 단백질 분자로 간주했습니다. 동시에 바우어는 이것이 단순한 비평형 상태가 아니라 자립적 비평형 상태, 즉 그의 말에 따르면 안정된 비평형 상태라고 믿었습니다. 실제로 생명은 끊임없는 에너지(음식, 빛)의 흐름에 의해 유지됩니다. 에너지는 중요한 과정에 소비되며, 이 특별한 생명체 상태를 유지하기 위해 음식의 에너지가 방출됩니다. 그것에 대해 논쟁하기가 어렵습니다. 그러나 Bauer는 실제로 우리가 에너지 흐름에 의해 지원되는 단백질 분자의 특별한 상태, 즉 안정적이고 특별한 상태에 대해 이야기하고 있다고 믿었습니다. 그는 이 아이디어를 안정 불균형의 원리라는 형태로 공식화했습니다!

이 원리를 바탕으로 그는 신진대사, 세포 분열, 재생산, 노화 등 생물학적 시스템의 모든 기본 특성을 결과로 도출합니다.

매우 조화로운 그림, 즉 살아있는 자와 살아있는 자의 특징 중 하나인 원리가 나타나고, 생명의 다른 모든 속성과 표현은 그 결과로 연역을 통해 파생됩니다.

바우어는 바로 그러한 접근 방식의 필요성을 강조합니다. 그는 이상하게도 생명과 생물의 개념을 정의하는 데 있어서 극복할 수 없는 어려움이 흔히 발생한다고 말합니다. 생물학 교과서에서는 이 개념을 엄격하게 정의하는 대신 생명의 징후를 나열합니다. 더욱이, 그러한 목록에서 어떤 징후도 살아있는 상태에 절대적으로 특정한 것은 아닙니다(결정도 증가하고, 무생물 시스템에서 복잡한 화학 반응이 촉매됩니다). 바우어에 따르면 생물학은 주제가 정의되지 않은 유일한 과학입니다.

바우어는 단백질 분자의 특수한 응력을 받고 변형된 구성(형태)에서 안정적인 비평형 상태가 실현된다고 믿었습니다. 이러한 분자의 상태(구조적 에너지)는 촉매(효소) 활성(결과적으로 모든 대사 과정, 생물학적 이동성 현상, 세포 내 이온의 비대칭 분포-세포외 환경 시스템 및 결과적으로 과민성)을 결정합니다. 바우어는 다음과 같이 썼습니다: ...생명 시스템에 의해 생성되는 작업의 원천은 궁극적으로 이 분자 구조, 이 분자 상태에 내재된 자유 에너지입니다... 이 비평형 상태, 이 변형된 분자 구조... 유지되거나 살아있는 조직에 흐르는 지속적인 정렬 과정의 에너지로 인해 지속적으로 복원됩니다....

바우어의 아이디어는 대부분 결실을 맺었습니다. 특히, 부품의 편리한 움직임으로 인해 단백질 분자가 에너지 변환 기능을 수행하는 기계라는 아이디어를 따릅니다. 많은 것이 유익하고 그 결과도 아름답습니다. 그리고 안정적으로 비평형 상태에 있는 단백질 분자의 존재 자체, 즉 폴리펩티드 사슬의 비평형 형태는 확인되지 않은 가설이다. 세포 내 단백질, 핵산 및 기타 생물학적으로 중요한 화합물의 분자는 환경과 열역학적 평형을 이루고 있습니다.

Shnol S.E., 영웅, 악당, 러시아 과학 순응자, M., Kron-press, 2001, p. 258-259.

전기

1890년 10월 19일 오스트리아-헝가리의 레치(현 슬로바키아의 레비체(Slovak. Levice))에서 프랑스어와 교사였던 시몬 바우어의 가족으로 태어났다. 독일어실제 학교에서. 그는 독일 괴팅겐 의과대학을 졸업하고 그곳에서 조직학과 병리해부학을 공부했습니다. 1914년에 그는 의사 시험에 합격하고 오스트리아-헝가리 군대에 동원되었습니다. 1915~1918년 수비대 병원에서 일했습니다. 그의 첫 아내이자 유명한 헝가리 작가 마르기트 카프카(Margit Kafka)와 그들의 어린 아들은 1918년 독감으로 사망했습니다. 사회주의 사상에 매료된 B.는 공산주의자가 되어 1919년 헝가리 혁명에 참여했습니다. 1919년 가을 혁명이 진압된 후 그의 두 번째 아내 Stefania Szilard와 함께 그는 비엔나로 이주한 다음 괴팅겐으로 이주했습니다. 1921년에 그들은 프라하로 왔고 그곳에서 B.는 Prof.의 조수가 되었습니다. Charles University의 일반 생물학 및 실험 형태학과에서 근무하고 있습니다.

1925년 직업병연구소 소장의 초청으로 모스크바의 Obukha B.는 소련으로 이주하여 일반 생물학 실험실에서 일하고 있습니다. 1931년에 그는 이름을 딴 새로 설립된 생물학 연구소에 일반 생물학 실험실을 조직했습니다. K. A. Timiryazeva. 1934년에 그는 가족과 함께 레닌그라드로 이사했고, 그곳에서 새로 설립된 VIEM(All-Union Institute of Experimental Medicine)에 초대되어 일반 생물학, 암, 신진 대사, 생물 및 물리 화학 실험실을 갖춘 일반 생물학 부서를 조직했습니다. , 전기 생물학, 생물 물리학. VIEM의 후원으로 B.의 주요 저작인 "이론적 생물학"이 출판되었습니다. 1937년 B.와 그의 아내는 굴라그에서 체포되어 사라졌고, 그들의 자녀인 어린 아들 미하일과 칼은 고아원으로 보내졌습니다.

생명체의 안정적인 불균형 원리

B.는 공간과 시간의 문제를 구체적으로 연구하지는 않았지만 이론 생물학 문제에 대한 그의 구체적인 연구는 그 문제와 직접적으로 관련되어 있으며 중요한 지침을 제공합니다. 그의 주요 저서에서 B.는 생명체 시스템의 안정적인 불균형의 원리를 공식화했습니다. “모든 생명체는 결코 평형 상태에 있지 않으며 자유 에너지를 사용하여 기존 물리 및 화학 법칙에서 요구하는 평형에 반하는 작업을 지속적으로 수행합니다. 대외여건.” (이론생물학, 43페이지) 이 원리는 작동하는 생활 시스템과 작동하는 기계 시스템 또는 기계를 근본적으로 구별하는 역할을 합니다.

불균형은 분자 수준에서 살아있는 세포의 모든 구조가 생성된 화학 물질에서 전위의 불평등으로 표현되는 동일한 무생물 분자에 비해 "추가", 과잉 에너지로 미리 충전되어 있음을 의미한다고 B.는 말합니다. 또는 전기적 경사도인 반면, 무생물 폐쇄계에서는 모든 경사도가 엔트로피 규칙에 따라 균일하게 분포됩니다. B.는 무생물 세포에 어떤 수준으로든 존재하는 이 "추가" 에너지를 "구조 에너지"라고 부르며 이를 살아있는 분자 구조의 변형과 불균형으로 이해합니다.

안정 불균형 원리의 의미는 생명체의 에너지 이동 방향에 대한 생물물리학적 측면에 있습니다. B.는 살아있는 세포의 주어진 구조에 의해 생성되는 작업이 외부에서 공급되는 에너지로 인해 발생하는 것이 아니라 불균형으로 인해 수행되는 반면, 기계 작업에서는 외부 에너지 원에서 직접 수행된다고 주장합니다. 신체는 외부에서 공급되는 에너지를 작업을 위해 사용하는 것이 아니라 이러한 비평형 구조를 유지하기 위해서만 사용합니다. “결과적으로 그것들, 즉 시스템의 조건을 보존하기 위해서는 그것들을 끊임없이 갱신하는 것, 즉 끊임없이 작업을 확장하는 것이 필요합니다. 따라서 음식의 화학 에너지는 이 구조의 건설, 재생, 보존을 위해 구조의 자유 에너지를 생성하기 위해 신체에서 소비되며 직접적으로 일로 변환되지 않습니다. (같은 책, p. 55). 이 구조의 기능에 필요한 작업은 구조 변형의 자발적인 직선화로 인해 자동으로 수행됩니다.

따라서 유기체는 불균형 또는 비평형 분자 구조의 생성에만 관여하며, 주어진 각 기능은 균형에 대한 욕구로 인해 수행됩니다.

이 중앙에서는 이론적 구성 B. 살아있는 세포의 공간 구조와 불가분하게 연결된 특정 생물학적 리듬을 찾을 가능성이 포함되어 있습니다. 생명체의 비평형 구조는 불활성이고 일정하게 유지되지 않고 수행되는 기능에 따라 리드미컬하게 충전되고 자발적으로 방전됩니다. B.는 작업 완료 여부에 관계없이 발생하는 살아있는 분자의 순간적인 이완이 없는 것처럼 순간적이지 않은 충전 기간을 특성화하거나 추정하기 위해 확인할 수 있었던 경험적 데이터를 제공합니다. 이는 분자가 전하 상태를 유지하는 시간이며 지표로 간주될 수 있습니다. 생물학적 리듬, 주요 과정은 생물물리학적 수준에서 식별되고 아마도 모든 진화 수준의 신체 구조에 공통적이기 때문입니다. 당시 연구를 요약하면 B.는 신체 외부의 자유롭고 결합되지 않은 상태에서 하전 분자의 잠재력 균등화가 10-8-10-7 초 안에 발생한다는 결론에 도달했습니다. "분자가 결정 격자에 결합되어 있거나 훨씬 더 많이 포함되어 개별 분자에 대해 더 이상 이야기할 수 없다면 여기 변형 상태의 정렬은 훨씬 더 오래 걸릴 것입니다." (같은 책, pp. 191-192). 정확히 얼마나 더 오래, B의 시야에는 그런 데이터가 없기 때문에 가장 일반적인 추측만 남습니다. 이 데이터는 B.가 사망한 후에 다른 과학자들의 연구에 나타났습니다.

따라서 생체 시스템의 비평형 원칙에서 발생하는 B.의 이러한 특정 관찰은 생물학적 시간 연구자들과 기타 이론가들에게 이 방향으로의 추가 작업을 위한 근거를 제공합니다.

인쇄물

바우어 E.유전에 대한 실험적 연구 소개. // 1913년 Applied Botany 회보의 부록 8-e
바우어 E. S.생물학의 물리적 기초. -M .: 출판사. 모스크바 지역 보건부, 1930. - 103 p.
바우어 E. S.이론 생물학. M.-L.: 출판사. VIEM, 1935. - 206p.

문학

토킨 B.P. E. S. Bauer의 이론 생물학과 창의성, 2판, 레닌그라드, 1965
어윈 바우어와 이론생물학(탄생 100주년을 기념하여). / 앉았다. 과학 작품. 답변. 에드. S. E. Shnol. - Pushchino, 1993. - 256p.
악세노프 G.P.시간의 원인. - M .: URSS, 2000. - Ch. 19.

연결

위키미디어 재단. 2010.

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바우어 에르빈 시모노비치- (1890년 10월 19일, 오스트리아-헝가리 레체, 1942년), 이론생물학자. 부다페스트 대학교 의과대학 졸업(1914). 헝가리 소비에트 공화국이 패배한 후 1919년 헝가리에서 이주했습니다. 1935년부터 독일과 체코슬로바키아에서 일했습니다... ... 위대한 소련 백과사전

에르빈 시모노비치 바우어(헝가리 바우어 에르빈; 1890년 10월 19일, 오스트리아-헝가리 레츠 - 1938년 1월 11일) - 헝가리 소련 이론 생물학자. 벨라 발라즈의 형제.

전기

실제 학교에서 프랑스어와 독일어 교사인 Simon Bauer의 가족에서 태어났습니다. 그는 독일 괴팅겐 의과대학을 졸업하고 그곳에서 조직학과 병리해부학을 공부했습니다. 1914년에 그는 의사 시험에 합격하고 오스트리아-헝가리 군대에 동원되었습니다. 1915~1918년에 그는 수비대 병원에서 일했습니다.

그의 첫 아내이자 유명한 헝가리 작가 마르기트 카프카(Margit Kaffka)와 그들의 어린 아들은 1918년 독감으로 사망했습니다. 사회주의 사상에 매료된 바우어는 공산주의자가 되었고 1919년 헝가리 혁명에 참여했습니다. 1919년 가을에 진압된 후 그는 그의 두 번째 아내인 스테파니 실라르드(Stefanie Szilard)와 함께 비엔나로 이주한 다음 괴팅겐으로 이주했습니다. 1921년에 그들은 프라하로 왔고, 그곳에서 Bauer는 Charles University의 일반 생물학 및 실험 형태학과의 Ruzczka 교수의 조수가 되었습니다.

1925년 직업병연구소 소장의 초청으로 모스크바의 Obukha Bauer는 소련으로 이주하여 일반 생물학 연구실에서 일하고 있습니다. 1931년에 그는 새로 설립된 생물학 연구소에 일반 생물학 연구실을 조직했습니다. K. A. Timiryazeva. 1934년에 그는 가족과 함께 레닌그라드로 이사했고, 그곳에서 새로 설립된 VIEM(All-Union Institute of Experimental Medicine)에 초대되어 일반 생물학, 암, 신진 대사, 생물 및 물리 화학 실험실을 갖춘 일반 생물학 부서를 조직했습니다. , 전기 생물학, 생물 물리학. VIEM의 후원으로 바우어의 주요 저서인 "이론생물학"이 출판되었습니다. 바우어와 그의 아내는 1937년 8월 3일 같은 날 체포되었고 그들의 자녀인 어린 아들 미하일(Mikhail)과 칼(Karl)은 고아원으로 보내졌습니다.

생명체의 안정적인 불균형 원리

바우어는 공간과 시간의 문제를 구체적으로 연구하지는 않았지만 이론생물학의 문제에 대한 그의 구체적인 연구는 그 문제와 직접적으로 관련되어 있으며 중요한 지침을 제공합니다. 그의 주요 저서에서 바우어는 생명체의 안정적인 불균형의 원리를 공식화했습니다.

"모든 유일한 생명체는 결코 평형 상태에 있지 않으며 자유 에너지로 인해 기존 외부 조건에서 물리 및 화학 법칙이 요구하는 평형에 반하는 작업을 지속적으로 수행합니다."

(이론생물학, 43페이지)

이 원리는 작동하는 생활 시스템과 작동하는 기계 시스템 또는 기계를 근본적으로 구별하는 역할을 합니다.

바우어는 불균형이란 분자 수준에서 살아있는 세포의 모든 구조가 동일한 무생물 분자에 비해 과도한 "추가" 에너지로 미리 충전되어 있다는 것을 의미하며, 이는 생성된 화학 물질 또는 화학 물질에서 전위의 불평등으로 표현됩니다. 전기적 기울기는 무생물 폐쇄계에서 모든 기울기는 엔트로피 규칙에 따라 균일하게 분포됩니다. 바우어는 모든 수준의 무생물 세포에 존재하는 이 "추가" 에너지를 "구조 에너지"라고 부르며 이를 살아있는 분자 구조의 변형, 불균형으로 이해합니다.

안정 불균형 원리의 의미는 생명체의 에너지 이동 방향에 대한 생물물리학적 측면에 있습니다. B.는 살아있는 세포의 주어진 구조에 의해 생성되는 작업은 외부에서 오는 에너지로 인해 발생하는 것이 아니라 불균형으로 인해 수행되는 반면, 기계 작업은 외부 에너지 원에서 직접 수행된다고 주장합니다. 신체는 외부에서 공급되는 에너지를 작업을 위해 사용하는 것이 아니라 이러한 비평형 구조를 유지하기 위해서만 사용합니다.

“결과적으로 그것들, 즉 시스템의 조건을 보존하기 위해서는 그것들을 끊임없이 갱신하는 것, 즉 끊임없이 작업을 확장하는 것이 필요합니다. 따라서 음식의 화학 에너지는 이 구조의 건설, 재생, 보존을 위해 구조의 자유 에너지를 생성하기 위해 신체에서 소비되며 직접적으로 일로 변환되지 않습니다.

머리말
제안된 책은 16년 이상의 개발 이력을 갖고 있다. 이 이야기의 첫 번째 단계는 1920년에 출판된 책 "Grundprinzipien d."입니다. 고삐, 자연. Biologie'의 두 번째 단계는 1930년에 출판된 'Physical Foundations in Biology'라는 책입니다. 이제 5년이 지난 이 책은 세 번째 단계를 구성해야 합니다.
비록 처음 두 권 사이에는 10년의 간격이 있고, 마지막 두 권 사이에는 불과 5년의 공백이 있지만, 두 번째 경우의 내용 차이는 첫 번째 경우보다 훨씬 더 큽니다.
그러나 아직 개발이 완료된 것으로 간주되는 것은 아닙니다. 실험 자료는 빠르게 증가하고 있으며 더 이상 이 책에서 완전히 소개할 수 없습니다.
표현에 관한 한, 이 책은 논리적인 전체를 나타내며, 나머지 부분과의 연결 없이는 단 하나의 입장도 올바르게 이해할 수 없습니다. 그러므로 특정 장 하나만 읽어도 특정 문제의 해석에 대한 올바른 생각을 얻는 것은 불가능합니다. 반면에 자극, 진화의 법칙, 교환, 생명체의 구조 등과 관련된 다양한 조항에 대한 증거는 관련 장에 제공된 실험과 사실에 의해 전혀 소진되지 않습니다. 이러한 명제는 다른 곳에서 다른 연결로 제시된 사실에 의해 동등하게 뒷받침됩니다.
사실에 의한 실증에 관해서는, 여기서 제시하는 일반 원칙과 기본 원칙은 책에 제시된 사실뿐만 아니라 모두 인용할 수 없는 알려진 수많은 사실에 기초하고 있다는 점을 명심해야 합니다. .
열역학적 관점에서 불균형을 보존하는 것은 생명체의 특징적인 속성입니다. 예를 들어 이것은 정지 대사의 중요성에 더 밀접하게 관련된 모든 연구자가 도달한 결론이었습니다. 당연히 이들 연구자들이 그러한 결론에 도달하도록 강요한 사실 자료는 여기에 제시될 수 없습니다.
예를 들어, A. Hill은 다음과 같이 썼습니다. "살아 있는 세포는 복잡하게 조직된 시스템입니다... 이는 열역학적으로 무한히 불가능하며 이 조직을 유지하기 위해 자유 에너지를 사용할 수 있는 한 이 상태를 유지할 수 있습니다."
따라서 I. Straub는 “노른자와 흰자, 혈액 세포와 혈청, 효모 세포와 영양액, 조류 및 환경 사이의 관계에 대한 유추로 인해 평형과 관련된 편차를 일차적으로 체계적으로 고려할 필요가 있습니다. 2. 독립된 생명체의 재산이다.” 다른 많은 연구자들에서도 비슷한 진술을 찾을 수 있습니다. 이 입장을 인식하면서도 그들은 그것으로부터 모든 결론을 도출하지 못하고 외부로부터의 끊임없는 불균형에 대한 생각을 확고히 고수한다는 것이 더욱 놀랍습니다. 따라서 과제는 사실로 원리를 입증하는 것뿐만 아니라 사실 자체를 이론적으로 입증하는 것이기도 했습니다.
대부분의 장에 단점과 오류가 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 모든 사실 수정과 해당 이론적 입장과 모순되거나 확인될 수 있는 모든 사실 표시에 대해 관련 분야에서 일하는 전문가들에게 진심으로 감사드립니다.
많은 직원들이 교정본을 읽고 텍스트를 편집할 때 도움을 주었습니다. 특히 제 직원 V.S. 여기에서 감사의 말씀을 전하는 Brandgendler입니다. 나는 특히 내 아내 S.S.에게 빚을 지고 있습니다. 이 작업을 처음부터 끝까지 진행하신 바우어님은 특히 문제의 물리적, 수학적 측면에서 계산 확인, 도면 작성 등을 도와주셨습니다.
기본적으로 나는 이 책을 집필한 것은 사회주의 조국 건설의 전환에 힘입은 것입니다. 이는 과학 이전에 실천적 조치에 대한 심층적인 과학적 입증 임무를 설정했습니다. 농업이 어려운 사업을 위해 의약과 사상적, 물질적 지원을 제공합니다.
E. 바우어
1935년 4월 27일

제1부 생명체의 일반이론

소개
이론생물학의 주제와 방법
생물학은 생명, 더 정확하게는 살아있는 존재에 관한 과학입니다. 그것은 조직화된 생명체의 (가장 넓은 의미에서) 운동 법칙에 관한 과학입니다. 우리가 생명체에서 발견하는 생명체의 형태와 기능이 엄청나게 다양하다는 점을 고려할 때, 우선 이러한 다양한 형태와 기능을 설명하고 정리하는 것이 필요하다는 것이 분명해졌습니다. 일부 규칙성을 확립합니다. 동시에 처음에는 자연 조건(예: 번식, 성장, 변태, 생활 방식)에서 관찰하고 설명할 수 있는 생명의 징후에 주로 관심을 기울였습니다. 생식 기관과 같은 일부 기관의 구조와 기능, 생식 방법의 유사성을 바탕으로 생명체를 그룹으로 통합하여 유기체의 구조에 대한 지식이 더욱 심화됨에 따라 개념 종의 구분이 생겼습니다. 과학적 이론적 기초그것은 연결이고 경계이다 다양한 유기체그들의 구조와 생활 방식은 다윈이 입증하고 발전시킨 진화론에서만 얻어졌습니다. 다른 종류, 서로 발생했습니다. 존재하는 모든 다른 종들이 서로 다양한 정도의 "혈통 관계"를 가지고 있다는 지식만이 이러한 구성을 가능하게 했습니다. 가계도이를 바탕으로 이미 발견된 패턴을 설명하고 새로운 패턴을 찾는 것이 가능해졌습니다. 진화론은 위에서 언급한 생식, 변태 등 다양한 형태의 생명 현상의 패턴에 관한 지식을 심화하는 데 결정적으로 중요했으며, 출현과 변태에 관해 이 시기에 발전한 교리에도 결정적으로 중요했습니다. 새로운 형태의 보존, 즉 멘델이 발견한 유전법칙을 통해 과학적으로 정당화된 진화와 밀접한 관련이 있는 속성 유전에 대한 교리 때문입니다. 따라서 생명체의 형태와 구조에 대한 과학으로서의 형태학, 개인 발달의 과학으로서의 발생학, 개인의 형태와 기관의 형성, 유전 교리 및 종의 기원 또는 역사 교리 생물학의 주요 분야로 발전한 생명체의 기원. 생식, 수정, 생활 방식(영양 방법, 일반적인 존재 조건 등)과 같은 기능의 중요한 표현과 관련하여 생물학은 여전히 자연 조건에서 관찰하고 설명할 수 있는 이러한 중요한 기능에 대한 연구로 이해됩니다. 이러한 생명 발현의 다양하고 매우 다양한 형태는 구조의 다양성에 대한 설명 및 다양한 생명체의 발달에 대한 설명적인 역사와 관련하여 진화론을 기반으로 이론적 자연사 설명을 받았습니다.
따라서 진화론은 자연 조건에서 관찰되는 유기체의 형태와 생명 발현의 다양성에 관해 기술 생물학에 의해 축적된 자료가 이끌어낸 이론이며, 이러한 연구의 기본 원리가 되었습니다.
그러나 점차적으로 생명의 구조, 발달 및 발현에 대한 설명은 결국 생명체의 발현 패턴만을 드러내고 운동 법칙의 결과만을 드러내며 이러한 법칙 자체는 나타내지 않는다는 것이 점점 더 분명해졌습니다. 이로 인해 진화론은 역사 과정에서 생명체의 발현에 대한 이론이며, 생명체 현상의 일부만 고려하고 이러한 현상으로 이어지는 생명체 운동 법칙에 대한 이론을 나타내지 않는다는 결론이 나옵니다. . 따라서 진화론은 이론적 완성이며 생물학의 첫 번째 기술 시대의 가장 큰 과학적 성취입니다. 우리가 진화론을 생물학의 첫 번째 기술 기간의 이론적 완성으로 지정할 때, 이는 풍부한 실험 자료(특히 동물 및 식물 육종가로부터의)도 이 이론을 입증하는 데 도움이 되었다는 사실과 결코 모순되지 않습니다. 이론의 내용과 의미를 결정짓는 것은 정당화 방법이 아니라 설명하려는 현상이다.
따라서 관찰 가능한 다양한 생명의 표현과 형태로 표현되는 살아있는 조직 물질의 운동 법칙을 연구하는 생물학의 방향과 분야가 점점 더 발전했습니다. 이는 생리학, 발달 역학, 유전학의 발전으로 이어졌습니다. 실험 과학은 주어진 생명 발현으로 이어지는 신체 내 개별 작용력이나 움직임 및 변화를 분석하려는 욕구로 인해 발생합니다. 따라서 생리학은 신체 전체를 구성하는 개별 기관의 기능과 메커니즘, 신진 대사와 에너지, 외부 영향에 반응하는 법칙, 즉 그들의 과민성; 발달 역학은 배아 발달 과정에서 형태와 기능의 형성을 결정하는 요인이나 조건을 연구하고, 또한 실험적 방법을 사용하여 이러한 발달 과정에 체계적으로 영향을 미치고 특정 조건을 변경하거나 제거합니다. 따라서 현대 유전학은 염색체의 체계적인 교배와 동시 세포학적 검사를 통해 생식 세포에 있는 유전 덩어리에서 반응과 변화가 일어나는 법칙으로부터 관찰된 유전 법칙을 도출하려고 노력합니다. 이러한 과학의 발전과 병행하여 개별 프로세스와 메커니즘에 대한 더 깊은 침투, 즉 이 경우에 작용하는 법칙과 힘이 명확해짐에 따라 이러한 과정과 관련된 물리적, 화학적 현상, 이러한 현상에 대한 연구에 점점 더 많은 관심이 집중되었으며 심지어 신체의 개인 생활 과정을 축소하려는 시도도 이루어졌습니다. 그들에게만.
여기서 우리는 다음 사항을 지적해야 합니다. 생리학, 발달 역학, 유전학과 같은 과학과 일반적으로 우리가 실험 생물학이라는 이름으로 통합하는 과학 사이의 본질적인 차이점은 비교 형태학과 같은 생물학의 초기 분야와 달리 실험적 성격(자주 묘사되는 것처럼)에 전혀 없습니다. 그리고 기술생물학. 새로 개발된 생물학 분야 사이의 중요한 차이점은 문제에 대한 새롭고 심층적인 공식화와 이러한 과학이 스스로 설정한 새로운 과제에 있습니다. 동시에 실험 방법은 자연스러우나 결코 이러한 문제를 해결하기 위한 유일하고 결정적인 수단은 아닙니다. 이러한 과학이 스스로 설정한 과제의 본질적인 차이점과 참신함은 바로 생명체의 운동 법칙을 찾고, 그 도움을 받아 다양한 조건에서 다양한 형태의 발현 패턴을 설명하려는 욕구에 있습니다. 이러한 과학은 그 자체에 내재되어 있고 모든 생명 현상에서 필연적으로 나타나는 생명체의 운동 법칙을 연구하는 임무를 스스로 설정했습니다. 첫 번째 과제에 대한 해결책(생물의 발현 형태에서 패턴을 찾는 것)이 필연적으로 개별 형태와 생명 현상에 대한 설명, 분류 및 체계화에서 시작되어야 했던 것처럼, 두 번째 과제에 대한 해결책도 당연히 그래야 했습니다. 생명의 다양한 개별 표현과 형성 과정의 기초가 되는 생명체의 개별 운동 법칙을 설명하고 발견하는 것부터 시작되었습니다.
이것이 호흡, 발효, 질소, 지방, 간질 대사 및 간질 대사와 같은 다양한 에너지 공급 과정에 따라 별도의 분과로 분리되는 신진 대사 및 에너지 원리와 같은 생리학의 다양한 특수 분야가 발전한 방식입니다. 체내 합성; 더 나아가 신체의 반응과 과민성에 대한 교리는 근육 수축 교리, 자극 수행, 이러한 과정에 수반되는 화학적 및 물리적 현상으로 분리됩니다. 반사 신경 등의 교리. 우리는 V. Roux가 설립한 발달 역학(또는 현재 흔히 발달 생리학이라고 불리는)이 개인, 특히 발달의 초기 단계를 분석하고 탐구하는 발생학에서도 비슷한 것을 봅니다. 개별 세포의 다양한 운명과 화학적, 물리적 현상을 포함하여 이 운명을 결정하는 요인. 우리는 유전학에서도 똑같은 것을 봅니다. 현대 형태에서는 주로 염색체의 구조, 그 변화 등에 대한 실험적 연구로 바뀌어 특성의 외부 발현과 유전 패턴을 추론합니다. 운동 법칙과 작용력은 이러한 유전적 특성을 지닌 고유한 운반자입니다.
그래서 다윈의 이론은 지구상에 나타난 유기체의 형태와 기능의 다양성을 설명하는 일반적인 원리를 제공했습니다. 지각, 생명체의 형태 패턴, 기원 및 모든 생명체의 운동 법칙을 다루는 이론입니다. 이제 개발의 역사적 조건에 관계없이 살아있는 조직화 된 물질에 대해 동일한 이론이 가능한지 의문이 생깁니다. 즉, 이러한 형태가 아무리 다양하더라도 모든 형태의 표현에 유효한 생명체의 보편적인 운동 법칙을 찾는 것이 가능합니까? 그것은 유전학, 생리학, 발달 역학 등의 분야에서 개별 생물학적 학문에 의해 이미 발견되었거나 앞으로 발견될 모든 다양한 운동 법칙의 기초가 됩니까? - 생명체의 보편적인 운동 법칙의 기초가 됩니까? 기술 과학(형태학 및 기술 생물학)의 특별하고 개별적인 법칙이 진화의 일반 법칙의 다양한 표현을 나타내는 것과 마찬가지로 명명된 생물학의 특수 부서의 이러한 개별 법칙을 나타내는 다양한 표현입니다. 그러나 이 질문은 생명체가 그 자체의 특별한 운동 법칙을 가지고 있는지에 대한 질문과 동일합니다. 그리고 우리는 생물학을 조직화된 생명체의 운동 법칙에 대한 과학으로 정의했기 때문에 이 질문은 생명 과학, 생물학이 있는지, 아니면 단지 응용 물리학 및 화학과인지에 대한 질문과 유사합니다. 결국, 만약 우리가 살아 있고 조직화된 물질에 우리 자신의 운동 법칙, 특히 생명체에만 특유한 운동 법칙, 즉 그 속성, 존재 형태를 부여한다면 이러한 법칙은 다음과 같은 모든 형태의 표현에서 밝혀져야 합니다. 생명체. 그러면 생리학 법칙, 발달 역학, 유전학 등과 같은 생물학의 여러 분야에서 지금까지 발견되었고 앞으로 발견될 모든 특별한 운동 법칙은 특별한 경우, 우주 법칙의 특별한 표현으로 판명되어야 합니다. 생명체에 내재된 운동, 적어도 이러한 징후는 역사적으로 조건이 지정되고 크게 변화된 조건에서 발생하여 크게 변화된 형태로 발생했습니다. 이 결론의 불가피성을 피할 수 있는 가능성은 두 가지뿐입니다.
1. 우리는 생명체에는 그 자체의 운동 법칙이 없으며, 생명체의 운동 법칙은 본질적으로 무생물의 운동 법칙과 동일하다고 주장할 수 있습니다. 그렇다면 우리는 일관되게 생명체에 대해 전혀 말할 권리가 없습니다. 그러나 생물학은 응용 물리학과 화학, 즉 생명체와 같은 복잡한 시스템에 물리와 화학 법칙을 적용하는 것에 지나지 않습니다.
2. 또는 우리는 생명체가 자신의 법칙, 운동 법칙을 가지고 있지만 이러한 법칙은 생명체 문제의 상태, 조직, 구조에 의해 결정되지 않는다고 주장합니다. 생명체의 속성인 발현과 존재의 형태가 아니라 물리와 화학의 법칙을 바꾸지 않고 끊임없이 인도하는 초물질, 신성한 힘의 결과(그리고 이 결론은 불가피합니다)입니다.
이러한 관점 중 첫 번째는 생물학에서 메커니즘이라는 이름으로 알려진 경향에 의해 옹호되고, 두 번째는 생기론에 의해 옹호됩니다. 두 방향 모두 결정적인 지점에 도달하기 전에 멈추고 잘못된 철학으로 이 중지를 은폐하려고 합니다. 그러나 과학 연구는 가만히 있지 않고, 이 두 방향의 영향력이 지연됨에도 불구하고 생물체의 이동에 대한 특별하고 일반적인 패턴을 점점 더 깊숙이 파고듭니다. 물론 두 가지 모두 허용되지 않음을 증명하는 올바른 방법은 단 하나뿐입니다. 지정된 포인트이 조직화되고 살아있는 물질의 존재 형태로서 모든 생명체에 내재된 일반 운동 법칙의 존재를 부정하는 견해: 이 경로는 생명체의 일반 법칙을 찾고 연구하며 그것이 어떻게 나타나는지 식별하는 것으로 구성됩니다. 반면에 살아있는 존재는 다른 형태로 다른 형태로 존재한다는 것은 모든 다양한 특정 법칙에서 생명체에 대한 동일한 일반 법칙이 나타나고, 생명체가 발달하는 동안 변화하는 다양한 생명 현상 법칙에서 나타난다는 것을 보여주는 것입니다. 지구상의 존재, 생명체의 특징과 동일하고 동일한 운동 법칙.
따라서 우리는 살아있는 조직화된 물질에 고유한 운동 법칙을 적용하면 다음과 같은 결론에 도달합니다. 우리는 특별한 과학인 생물학에 대해 이야기하고 있으며 동시에 물질주의에 기초한 상태를 유지하기를 원합니다. 그러면 우리의 질문에 긍정적인 대답을 해야 할 뿐만 아니라 모든 법칙의 기초가 되는 일반 법칙을 찾는 것이 가능합니까? 개인의 운동, 생물학의 특별한 영역, 또는 생리학, 발달 역학, 유전학 등의 특별한 법칙이 있는 특정한 구체적인 표현이지만, 우리는 또한 이러한 법칙을 찾아 일반화하고 그 결과를 다음과 같이 적용해야 한다고 말해야 합니다. 연구의 선도적인 이론은 이론 생물학의 시급한 다음 과제입니다.
위의 모든 내용을 바탕으로 우리는 생물학 발전, 특수하고 실험적으로 설명적이며 일반적인 이론적 부분에 대한 다음과 같은 도식적 아이디어를 공식화할 수 있습니다.
특수 생물학 또는 기술 생물학 일반 생물학 또는 이론 생물학
동물학, 식물학, 형태학, 기술발생학, 기술생물학, 생태학 등 생리학, 발달 역학, 유전학, 원형질 연구. 진화론 또는 종의 기원에 관한 교리. 생명체의 일반 이론.
물론 이 다이어그램의 각 지점에는 설명이 필요합니다.
첫째, 우리는 한편으로는 구체적인 것을 기술적 실험과 동일시하고, 다른 한편으로는 이론적인 것을 일반과 동일시합니다. 이 방정식은 정당하고 기본적으로 올바른 것으로 보입니다. 결국, 모든 현상에 대한 이론적 처리는 우리가 다양한 특수하고 구체적인 현상으로부터 일반적이고 자연적인 현상을 추상화하고 이 특정 추상적 패턴을 연구하고 다양한 가능한 형태를 분석 및 식별한다는 사실로 구성됩니다. 우리는 특정 조건을 가정하고 이러한 조건에서 프로세스가 어떻게 진행되어야 하는지, 이러한 특정 조건에서 패턴이 어떤 형태로 나타날지 결정합니다. 그런 다음 이렇게 얻은 결과를 실험 데이터와 비교하여 우리가 받아들인 조건이 실현되는 자연에서 이러한 현상이 어떻게 발생하는지 탐구하거나 실험에서 이러한 조건을 직접 만들고 그 과정이 실제로 추론한 대로 진행되는지 조사합니다. 우리가 가정한 조건 하에서 일반법을 추상화했습니다. 이렇게 해서 얻은 추상화된 일반법칙이 실제로 정당하다면, 즉 경험이나 실험이 가정하에 이루어진 것을 확인하는 경우 다양한 조건결론적으로 우리의 법칙이 실제로 일반적인 패턴이라면 특정 조건의 경험에서 데이터 분석을 기반으로 프로세스 과정을 예측하거나 해당 조건의 변화를 통해 지시할 수 있습니다. 원하는 방향으로, 즉 그러면 이 추상적인 일반법칙은 이론과학의 재산이 될 것입니다. 이런 의미에서 우리는 실험적이거나 기술적인 과학이 아닌 이론적 과학을 말합니다. 주어진 과학의 모든 경험을 바탕으로 얻은 주어진 현상 분야의 일련의 순전히 추상적이고 일반적인 법칙에서 출발하고 경험에서 관찰된 현상을 이러한 법칙의 특별한 경우로 제시할 때 우리는 이론 과학을 말합니다. 아래에 특정 조건. 반대로, 관찰과 개별 실험 결과를 바탕으로 이론 과학에 대한 사실 자료를 수집하거나 이를 일반화하여 일반적인 패턴에 도달할 때 기술 또는 실험 과학에 대해 이야기합니다.
언뜻보기에 여기의 차이점은 프레젠테이션 방법에만 국한되는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나이 아이디어는 완전히 잘못된 것입니다. 첫째, 실험적이고 기술적인 과학은 사실과 일반 법칙을 제시하는 방식뿐만 아니라 이론 과학과 다르기 때문입니다. 또한 실험적이고 기술적인 과학의 법칙은 이론 과학에서 완전히 다른 방식으로 파생됩니다. , 두 과학의 차이점은 표현 방법뿐만 아니라 연구 방법에도 있으며, 둘째, 이론 과학에서 얻은 법칙은 일반화를 통해 실험 설명 과학에서 얻은 법칙과 내용이 동일하지 않습니다. .
첫 번째 차이점은 기술-실험 과학이 관찰과 실험 데이터를 일반화하여 법칙을 얻습니다. 그러나 이렇게 도출된 법칙은 결코 주어진 현상 집단에 대한 이론이 아니므로 이론 과학의 내용을 전혀 구성하지 않습니다. 이 법칙은 그 법칙이 발견된 조건에 대한 특별한 경우로서 특정한 일반 법칙과 이론적 개념으로부터 도출될 수 있을 때에만 이론 과학의 내용이 됩니다. 그런 다음에만 우리는 이러한 현상의 이론에 대해 이야기합니다. 따라서 실험과학은 일반화를 통해 경험으로부터 법칙을 얻는 반면, 이론과학은 일반적인 추상적 원리와 가정을 바탕으로 동일한 법칙을 얻고 특정 특정 조건이 허용됩니다. 물론 이러한 추상적인 법칙과 가정 역시 경험에서 추상화되어 이를 바탕으로 가정된 것이지만, 경험의 직접적인 데이터의 경계를 넘어선다.
몇 가지 예를 들어 이 차이점을 설명하겠습니다.
먼저 역학에서 물체 낙하의 법칙을 살펴보겠습니다. 실험 물리학 교과서에서 이 법칙은 다양한 시간 간격으로 낙하체가 이동하는 경로를 체계적으로 수행한 관찰, 실험 및 측정을 일반화한 결과로 제시됩니다. 실제로 갈릴레오는 바로 이런 방식으로 이 법칙을 얻었고, 갈릴레오 시대 이후 체계적인 인과 분석 실험의 경로는 생물학 실험 연구의 모델로 간주되어 왔습니다. V. Ru는 개발 메커니즘을 창안했을 때 이 모델에 대해 생각했습니다. Hartmann은 또한 그의 "일반 생물학"에서 생물학을 발전시킬 길로 이를 지적합니다.
“갈릴레오의 가장 큰 장점은 체계적인 실험을 도입했다는 점입니다. 새로운 종류귀납법은 인과적 지식에 대한 논리적 필요성의 불가피성을 이끌어냄과 동시에 앞으로의 과학 운동에 매우 창의적으로 유익한 것으로 판명되었습니다.”1 이러한 방식으로 얻은 법칙은 알려진 바와 같이 자유 낙하하는 물체(공기 저항을 무시할 수 있는 경우)는 일정한 가속도로 낙하하며 이동 거리는 이 가속도 곱의 절반에 시간 제곱을 곱한 것과 같습니다. (...)
여기서 우리는 낙하 법칙 이론에 대해 어느 정도까지 이야기할 수 있으며, 이러한 일반 운동 법칙이 어떤 방식으로 얻어졌는지에 대해 다양한 영역의 몇 가지 예를 검토할 때 이에 대해 더 자세히 이야기하겠습니다. 어쨌든 우리는 두 번째 방법으로 얻은 낙하 법칙이 분석 실험과 관찰을 일반화하여 얻은 법칙보다 더 많은 내용을 제공한다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 예를 들어 그는 이것이 대략적인 법칙이며, 추락하는 동안 이동한 경로의 길이를 지구의 반경과 비교하여 무시할 수 있는 한에서만 유효하다는 것을 보여줍니다. 이 모든 것은 실험 데이터를 일반화하여 얻은 법칙으로는 추론할 수 없습니다.
두 번째 예로 잘 알려진 보일-마리오트 법칙을 살펴보겠습니다. 일정한 온도에서 가스의 압력은 밀도에 비례하거나 단위 질량의 부피에 반비례합니다. 즉, 다음과 같습니다.
pV = 상수,
p가 압력이고 V가 단위 질량당 부피라면. 이 법칙은 또한 실험 물리학에서 다양한 압력 등의 다양한 가스에 대해 체계적으로 수행된 분석 실험과 관찰의 일반화로 묘사되며 실제로 이러한 방식으로 얻어졌습니다.
이론 물리학에서 이 법칙은 다음과 같이 도출됩니다. 특별한 경우가스 분자의 일반적인 개념과 운동 법칙으로부터. 가스는 서로 다른 속도로 움직이는 개별 분자로 구성되어 있다고 가정하며, 속도는 가우스 오류 곡선에 따라 세 좌표에 분포되어 있으며 속도의 평균 제곱은 온도에 비례하므로 다음과 같습니다. 일정한 온도에서 일정하다. 또한 일반적인 운동법칙은 분자에도 유효하다고 가정합니다. 이러한 일반적인 개념과 법칙을 가정하면 특별한 경우로 보일-메리어트 법칙이 도출될 수 있다.
실제로, 주어진 가스의 개별 분자의 무게를 m과 동일하게 표시하고, 단위 질량당 v와 v + dv 사이의 속도로 이동하는 분자의 수는 N과 같으며, 단위 시간당 통과하는 분자의 수는 이것으로 나타냅니다. 단위 표면당 속도는 Nv와 같고 이동 횟수는 mNv2입니다. 해당 법선 성분의 속도의 평균 제곱을 취하면 벽에 가해지는 압력은 이 값의 1/3과 같습니다. 즉 (...)
이것이 보일의 법칙이다 - 마리오트
pV = 상수
분자 속도의 평균 제곱은 온도에 따라 달라지며 따라서 일정한 온도에서 일정하다는 일반적인 가정을 기억한다면 말이죠.
이번 경우에는 좀 더 일반적인 법칙과 조항의 특수한 경우로서 실험 데이터로부터 일반화된 법칙을 다시 도출해냈습니다. 두 번째 경우에도 동일한 법칙이 내용에서 더 많은 것을 표현한다는 것을 알 수 있습니다. 여기에는 일반화의 도움으로 인과 분석 방법으로 얻은 법칙이 아무 것도 말하지 않는 분자와 그 운동에 대한 진술도 포함되어 있습니다. 경험에서 직접적으로 주어진다. 한편으로는 추상적이고 일반적이면서 다른 한편으로는 더 풍부한 내용을 담고 있는 이러한 일반적인 아이디어와 조항을 어디서 얻을 수 있는지에 대한 의문이 다시 제기됩니다. 이러한 일반적이고 추상적인 아이디어와 조항으로부터 알려진 바와 같이 보일-마리오트 법칙뿐만 아니라 적절한 조건을 수용함으로써 경험을 통한 일반화에 의해 얻은 나머지 가스 법칙도 도출하는 것이 가능합니다. 그것이 바로 우리가 이야기하는 이유입니다. 운동 이론이론 물리학의 일부인 가스. 기체 운동론의 이러한 일반적인 개념과 법칙에는 이 물질을 구성하는 부분, 즉 분자 자체가 변화를 겪을 때까지 나타나는 조건에 관계없이 모든 기체 물질의 특정 운동 법칙이 포함되어 있습니다. 화학 반응이 일어날 때까지 변화합니다. 이는 또한 뉴턴의 역학 운동 법칙, 뉴턴의 일반 질량 인력 법칙, 기체 운동 이론의 조항 및 아이디어와 같은 이러한 일반적인 추상 조항과 아이디어가 어디서 어떻게 얻어지는지에 대한 질문에 대한 답으로 이어집니다. 이는 낙하의 법칙이나 보일-마리오트 법칙과 같은 경험적 법칙을 더 일반화한 결과가 아니라 다양한 경험적 법칙과 개별 경험 데이터를 통합하고 이러한 모든 경험 데이터와 경험적 데이터를 응축한 결과입니다. 법칙은 이미 직접적인 경험의 한계를 넘어섰고 필연적으로 추상적이라는 특정 일반 조항과 아이디어로 바뀌었습니다. 왜냐하면 그것들은 일반적이고 본질적인, 즉 주어진 물질 상태의 특징인 일반 운동 법칙을 추상화하기 때문입니다. 주어진 물질 상태에 특유한 이러한 일반 운동 법칙을 추상화하고 다양한 개별 경험적 법칙을 특정 조건 하에서 이러한 일반 운동 법칙의 표현으로 나타낼 수 있다는 조건에서만 우리는 이론적 또는 일반 운동 법칙에 대해 말할 수 있습니다. 특정 분야의 과학. 일반화를 통해 얻은 특정 분야의 개별 법칙을 수집하고 제시하는 것은 기술 및 실험 과학의 임무입니다.
지금까지 말한 내용은 역학 및 기타 물리학 분야에만 해당되는 것이 아닙니다. 우리는 동일한 기준에 기초하여 일반 화학, 이론 화학, 특수 화학, 유기 화학과 무기 화학을 구별하는 화학에서도 동일한 것을 발견합니다. 일반화학이나 이론화학은 이러한 과정이 어떤 특수한 조건에서 발생하더라도 모든 화학 과정에 공통적이고 모든 화학 과정에 유효한 과정과 법칙만을 다루고 있습니다. 이는 분자가 어떤 특별한 구조를 가지고 있는지에 관계없이 분자 구조의 변화를 수반하는 운동 법칙을 설명합니다. 그녀는 이러한 법칙을 분자의 구조와 운동에 관한 좀 더 일반적인 아이디어와 조항의 주어진 조건 하에서 특별한 경우로 공식화하고 이러한 조항에서 이를 추론합니다. 따라서 패러데이가 인과분석적 실험의 결과를 일반화하여 발견한 전기분해의 법칙은 이론화학에서 분자의 구조와 그 전해해리에 관한 일반적인 생각과 조항으로부터 도출된 것으로 알려져 있다. 따라서 이론 화학에서는 움직임과 구조에 대한 일반적인 아이디어에서 확립된 평형, 속도 및 시간 진행과 관련하여 다양한 반응이 발생하는 패턴이 파생되며 이러한 방식으로 얻은 화학 역학의 법칙이 주제를 구성합니다. 이론화학. 관련 관찰과 실험의 일반화에 기초하여 전기분해, 화학정역학, 동역학의 다양한 법칙을 설명하는 것은 아직 이론화학을 구성하지 않습니다. 우리가 아이디어와 아이디어를 바탕으로 이러한 법칙을 상상할 수 있을 때만 일반 조항, 추상화로 얻은 것, 즉 화학적 화합물의 이동에 관한 다양한 경험적 조항을 응축하여 특별한 경우로 유도할 수 있는 경우에만 이론적 또는 일반 화학. 위의 예는 이를 충분히 명확하게 해줍니다.
따라서 여기서는 일반적인 것을 이론적인 것과 동일시하고, 특별한 것을 기술적-실험적인 것과 동일시하는 것이 옳습니다.
생물학은 어떻습니까? 언뜻 보면 물리학과 화학, 생물학 사이에는 상당한 차이가 있는 것 같습니다. 물리학은 무생물의 운동 법칙을 다룹니다. 화학 구조에는 변화가 없으며 이러한 신체가 존재하는 형태에 관계없이 이러한 움직임이 실제로 자연에서 발생하는지 여부와 존재, 분포 및 시간 변화에 관한 법칙은 무엇입니까? 다양한 특정 물리적 형태의 움직임이 적용됩니다. 화학은 또한 자연에서 이러한 다양한 화학체가 어디서, 얼마나 많이 발견되는지에 관계없이 화학 구조 및 그 변화의 법칙을 다루고, 자연에서 다양한 특정 화학체가 시간에 따라 존재, 분포 및 변화하는 것과 관련된 법칙이 무엇인지를 다루고 있습니다. 대상이 됩니다. 예를 들어, 가스 물리학은 자연에 존재하는 가스 축적의 압력, 형성 등의 변화 패턴과 시간에 따른 변화를 다루지 않습니다. 이것은 부분적으로 응용 가스 물리학, 즉 바람의 패턴을 연구하는 기상학의 실용적인 이유로 수행됩니다. 유체 역학은 자연적으로 발생하는 액체의 움직임, 발생 및 시간에 따른 변화를 지배하는 패턴을 다루지 않습니다. 예를 들어, 지구상에서 발견되는 강의 이동 패턴과 시간에 따른 변화를 다루지 않습니다. 전기역학 등에도 동일하게 적용됩니다. 또한 화학은 자연에 존재하는 다양한 화합물의 존재, 양, 형성, 분포 및 시간에 따른 변화를 지배하는 법칙과 관련이 없습니다. 이는 부분적으로 지질학 응용화학과의 책임입니다.
반대로 생물학은 자연에 존재하는 생명체, 자연에 주어진 자연체를 다루고 있으며, 우리가 볼 수 있듯이 첫 번째 임무는 이러한 생명체의 형태에 대한 연구였습니다. 지구상에서의 형성과 분포의 패턴, 그리고 시간에 따른 변화.
그러나 이러한 차이는 해당 과학 연구 방향의 역사적 발전의 차이일 뿐이며 주제 자체의 본질로 인한 것이 아닙니다.
연구 방향 발전의 차이는 무기물과 유기물이 인류의 실질적인 요구를 충족시키기 위해 갖는 의미가 다르기 때문이라고 생각합니다. 살아있는 자연그리고 그들의 운동 법칙.
무기적 자연과 그 운동 법칙은 주어진 존재 조건 하에서 인간이 그것을 사용하고 지시할 수 있으며, 도움을 받아 최초의 작업 도구를 만들고 나중에 기계를 만들 수 있다는 의미를 항상 인간에게 가져왔습니다. 최초의 원시적인 작업 도구는 다음과 같습니다. 간단한 기계, 레버 등과 같은 기계는 이러한 기계를 개선하려는 실질적인 필요성에서 개발되었습니다. 동일한 요구에서 더 나은 도구를 만들거나 탄도학 법칙의 도움으로 더 잘 사용하기 위해 역학이 개발되었습니다. 유체역학은 유체의 법칙에 기초하여 유압 펌프와 기계를 구성해야 하는 실제적인 필요성에서 발생했지만 자연적인 물의 힘을 그대로 사용해야 할 필요성에서 비롯된 것은 아닙니다. 유체 역학과 역학이 필요합니다. 공기역학은 특히 항공학과 관련하여 발전했습니다. 열역학도 다음과 같은 이유로 발전했습니다.
기계 비밀번호 개발, 그리고 우리에게 유용한 에너지 변환이 자연에서 어디서, 어떤 형태로 발생하는지에 대한 질문과 관련이 없습니다. 이는 제한된 수량으로만 발견되는 자연 발생 제품에 의존하지 않기 위해 천연 제품에서 인간에게 유용한 화합물과 물질을 만들어야 하는 실질적인 필요성에서 비롯된 화학에도 크게 적용됩니다. 현대 과학 화학의 선구자는 연금술이었습니다. 연금술은 쓸모없는 물질로부터 귀중한 금을 만들기 위한 탐구에서 많은 귀중한 화학적 관찰과 지식을 수집했습니다.
그러나 조직화된 생명체, 생명체는 인류에게 항상 다른 역할을 해왔습니다. 식물과 동물은 항상 인간에게 가장 중요한 존재 조건이었습니다. 그것들은 그분의 음식이었으며, 게다가 자연에서 발견되는 형태이기도 했습니다. 인간은 그것들의 분포, 자연의 존재 조건, 재생산 및 생활 방식을 아는 한에서만 그것들을 사용할 수 있습니다. 인간이 식량을 얻는 첫 번째 방법은 낚시, 사냥, 자연에서 발견되는 특정 과일 수집이었습니다. 지금도 자연계에서 발견되는 생물, 식물, 동물을 독립하여 식품을 생산한다는 이야기는 여전히 있을 수 없습니다. 이는 인간이 자연에서 발견되는 다양한 생명체, 그들의 분포와 번식, 생활 방식, 자연에서 나타나는 조건을 지배하는 패턴을 이해하는 데 주로 관심이 있다는 것을 결정했습니다. 이로 인해 생물학에서는 자연사적 측면이 가장 먼저 그리고 가장 강하게 발전한 반면, 생물의 출현의 무작위 조건에 관계없이 생명체의 일반적인 운동 법칙을 연구하는 실험적 방향은 나중에야 나타났습니다. 무기과학에서는 반대의 그림이 보입니다. 그러나 이러한 차이가 연구 대상 자체, 즉 생명체와 무생물 사이의 상태 및 운동 법칙의 차이 때문이라고 생각하는 것은 잘못된 것입니다. 무생물 역시 무생물과 마찬가지로 그 나름의 역사를 갖고 있으며, 모든 과학의 궁극적인 목표는 이러한 자연사의 패턴을 탐구하고, 이를 바탕으로 현상을 예측하고 통제하는 것입니다.
그러나 살아 있는 자연이나 무생물의 역사에서 패턴을 찾기 위해서는 이러한 다양한 형태의 현상과 운동의 존재 조건, 분포, 시간에 따른 변화를 아는 것만으로는 결코 충분하지 않습니다. 주어진 물질에 내재된 운동 법칙으로부터 필요성, 이러한 시간 변화의 규칙성, 일부 운동 형태의 출현과 소멸 및 다른 운동의 출현을 추론할 수 있다면 역사적 규칙성에 대해 이야기할 수 있는 경우에만 가능합니다. 주어진 물질의 특징인 이러한 일반적인 것들과 그것에만 내재된 내부 운동 법칙을 기반으로 이러한 패턴과 내부 필요성에 따른 시간 변화가 특정하고 무작위를 통해 수행된다는 것을 보여줄 수 있습니다. 이 문제가 해결되는 지식 영역, 과학은 단 하나뿐입니다. 광범위한 추상화, 즉 가장 다양한 경험적 조항의 응축을 통해 얻은 일반적인 내부 운동 법칙을 기반으로 필요성 위의 의미에서 역사적 규칙성이 나타난다. 이것이 마르크스주의 사회 교리이다. 마르크스가 발견한 인간 사회의 일반 운동 법칙은 모든 형태의 사회를 연구하는 방법을 제공했으며, 이것이 바로 그 법칙을 바탕으로 모든 사회 시스템에 대한 분석을 사용하여 다음과 같은 법칙이 가능하다는 이유입니다. 이 시스템의 변화(및 그 방향)를 예측하고 이러한 변화 과정에 체계적으로 영향을 미칩니다.
지금까지 말한 모든 것을 비교해 보면 무기 과학과 생물학의 차이점은 단지 역사적인 발전이는 과학이 스스로 설정한 목표의 근본적인 차이나 이 목표를 달성하거나 달성할 수 있는 방법의 차이로 인한 것이 아닙니다.
따라서 이론 과학에 관한 우리의 결론은 생물학에 완전히 적용 가능합니다. 더욱이, 우리는 무기 과학에서 무생물의 역사적 패턴, 천체의 출현, 노화, 죽음 및 변화의 불가피성, 그리고 이러한 변화의 방향을 볼 수 있습니다.
성공적으로 조사되었으며, 이론 물리학과 화학에서 얻은 일반 개념과 운동 법칙을 바탕으로 정확하게 연구할 수 있었습니다. 일반 운동 법칙, 역학, 중력, 기체 법칙, 열역학, 방사능 법칙 등이 없으면 자연 과학은 천체의 기원과 역사에 대한 현대적인 생각을 가지지 못했을 것입니다. 우리 지구, 그 지층 등의 역사에도 동일하게 적용됩니다.
이제 우리는 설명이 필요한 우리 계획의 두 번째 지점에 도달했습니다. 이것은 진화론의 내용과 의미, 그리고 이론 또는 일반 생물학의 틀 내에서 생명체에 대한 일반 이론과의 관계에 대한 질문입니다. 진화론의 내용에 관해서는, 위와 같은 의미에서 진화론을 이론생물학의 성취로 제시하는 것은 의심할 바 없이 옳다. 진화론은 단지 직접적인 경험적 데이터나 경험적 법칙을 일반화한 것이 아닙니다. 그녀는 혈전이다 큰 숫자비교형태학, 기술생물학 등의 다양한 실증적 데이터와 패턴 즉각적인 경험을 넘어서는 것입니다. 그것은 추상화를 통해 그리고 생명체에 대한 특정한 일반적인 생각에 기초하여 얻은 일반적인 패턴을 표현합니다. 이 패턴은 지구상의 생명체, 즉 동물과 식물이 지구의 역사 동안 서로서로 생겨났다고 말하는 패턴입니다. 공통 계보, 즉 그들은 서로 다소 가까운 "혈통" 관계에 있습니다. 비교형태학, 동물지리학, 고생물학 등을 통해 얻은 모든 개별적인 경험적 자료는 이에 대한 몇 가지 특별한 사례로 제시될 수 있습니다. 일반 원칙 , 또는 이 일반적인 패턴. 그 이상으로, 진화론은 새로운 형태의 출현과 다른 것의 죽음에 대한 필요성을 포함하고 있기 때문에 역사적으로 시간적인 요소도 가지고 있습니다. 그러나 그녀는 어떤 역사적 패턴도 표현하지 않습니다. 현대적 형태와 현대적 정당화를 지닌 진화론에서는 특정 조건과 특정 역사적 기간에 어떤 형태의 생명체가 나타날 수 있었거나 나타나야했는지, 역사 과정에서 어떤 패턴이 필연적으로 실현되었는지에 대해 아무것도 추론할 수 없습니다. 특정하고 우연한 것을 통해 살아있는 존재의 . 후기 생명체가 이전 생명체와 어떻게, 어떤 방향으로 달라졌는지에 대해서는 아무것도 말할 수 없습니다. 현대적인 형태의 진화론과 진화론의 원리에는 다양한 형태의 생명체, 생명체가 자신의 역사를 가지고 있지만이 역사의 법칙에 대해서는 아무 말도하지 않고 어떤 진술도 허용하지 않는다는 입장이 담겨 있습니다. 다윈이 창설하고 발전시킨 진화론이 이러한 한계를 넘지 못했다는 것은 물론 우연이 아닙니다. 이는 생물학의 첫 번째 기술 단계에 대한 이론적 성취이기 때문입니다. 당시 과학의 발전 수준을 감안할 때 그녀는 더 이상 나아갈 수 없었습니다. 그녀 시대의 단점이 그녀에게 반영되었습니다. 위에 언급된 의미의 진정한 역사적 패턴은 생명체에 내재된 일반적인 운동 법칙에 기초해서만 인식될 수 있습니다. 이러한 일반적인 운동 법칙을 아는 것만으로 조건이 변할 때 모양이 어떻게 바뀌고 그러한 변화가 어떤 방향으로 가능하고 발생해야 하는지를 보여줄 수 있습니다. 다윈은 생명체의 어떤 일반 법칙에 의존할 수 있었습니까? 생물학의 첫 번째 설명 단계에 대한 경험적 데이터, 즉 생식, 변이 및 유전의 법칙을 일반화하여 얻을 수 있는 것입니다. 다윈은 자신의 가르침을 정당화할 때 이 원칙을 최대한 활용했습니다. 그러나 그는 생명체 발현에 대한 이러한 일반 법칙에만 의존할 수 있었고 이 물질 자체의 내부 운동 법칙에는 의존할 수 없었습니다. 생명체에 대한 일반적인 이론은 아직 존재하지 않았습니다. 개별 현상에 대한 특별한 운동 법칙도 없었습니다. 유전 물질에 내재된 운동 법칙으로부터 유전 현상을 도출하려는 현대 유전학의 의미에서 유전 이론은 없었습니다. 변이성, 재생산 등에 관한 유사한 이론은 오늘날까지도 누락되어 있습니다. 그러므로 현대 생물학에서는 유전학 측에서 진화론을 심화시켜 유전론으로 축소시키려는 시도가 있음이 분명합니다. 이러한 시도가 여전히 만족스럽지 못한 이유는 유전학 자체가 유전 법칙의 기반이 되는 생물의 특별한 운동 법칙으로만 작동할 수 있고 응축에 의해 얻어지는 생물의 보편적 법칙으로는 작동할 수 없다는 사실로 정확하게 설명됩니다. 즉. 유전 현상뿐만 아니라 성장, 번식, 적응, 발달 등의 현상에서도 추상화됩니다. 생리학, 발달 역학 등의 경험적 데이터로부터 그러한 생명체에 관한 일반 법칙의 기초와 도움이 있어야만 진화론의 성공적인 심화 심화가 달성될 수 있습니다. 그러한 법칙, 즉 생명체의 일반 이론의 기초와 도움을 통해서만 진화론은 역사적 패턴과 그 필요성을 포용하고 그에 관한 진술을 허용하는 진정한 역사이론으로 발전하고 심화됩니다.
현대적인 형태의 진화론은 역사적 패턴에 관한 어떠한 진술도 허용하지 않을 뿐만 아니라, 관련된 패턴 다른 유형과거와 비교한 동물과 식물; 그것은 특수성과 우연성을 통해 필연적으로 시간 속에서 실현되는 규칙성이라는 의미에서 어떤 규칙성도 근본적으로 부정합니다. 시간의 방향의 의미에서. 따라서 우리는 현대 진화론에서 다소 역설적인 입장, 즉 생명체의 역사를 가정하고 입증하지만 근본적으로 이 역사의 법칙의 존재를 부인하는 이론을 가지고 있습니다. 역사적으로 필요한 자연의 순간을 다루며 우연의 순간이 지배한다.
이 역설적인 현상에는 두 가지 이유가 있습니다. 첫째, 모든 과학은 방향, 즉 정합성의 의미에서 역사적 패턴이 내재적이고 무형이며 방향을 지정하는 힘에 의해 발생한다는 것을 인정하거나 이러한 패턴을 이런 방식으로 설명하려는 모든 이론을 단호히 거부해야 합니다. 즉. . 활력적인 방향으로. 그러므로 그러한 가정에서 출발하여 그러한 가정으로 이어지거나 심지어 그러한 가정으로 이어질 수 있는 모든 설명과 이론은 비과학적이라고 근본적으로 거부해야 합니다. 그러나 이러한 추세에 맞서 싸우는 과정에서 과학 생물학이 발전했으며, 이는 생명체의 역사에 대한 가정을 고수하면서 이 역사에 우연의 요소가 존재한다는 것을 점점 더 입증했습니다.
둘째, 역사적으로 필요한 자연의 순간, 특수하고 우연한 것을 통해 실현되는 순간은 생명체에 내재된 일반적인 운동 법칙에 기초하지 않으면 물질적으로 인식하고 포착하고 설명할 수 없고 설명할 수도 없습니다.
이 두 가지 이유는 현대 생물학에서 역사적 패턴에 대한 유물론적 설명이 부족하기 때문에 결합됩니다. 시간이 지남에 따라 특정 방향으로 필연적으로 수행되는 것들에 대해 생물학자들은 이러한 패턴과 그 존재를 근본적으로 거부하고 이를 유물론적 변증법적, 과학적 사고 방식과 세계관에 위배되는 것으로 제시합니다.
그러나 그러한 관점이 틀렸다는 것은 생산력이 어느 정도 발전하면 사회 체제의 발전 방향이 필연적으로 미리 결정되며 “역사의 수레바퀴는 되돌릴 수 없다는 사실에서 우리에게 드러납니다. ” 예를 들어, 사회 운동의 일반 법칙에 기초하여 나로드니크에 반대하는 레닌의 주장을 아는 것만으로도 충분하며, 특정 방향으로 필연적으로 수행된다는 의미에서 역사적 규칙성의 가정은 어떤 의미에도 적용되지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 방식은 변증법적 유물론과 모순되지만, 반대로 후자의 본질적인 요소를 나타냅니다. 반면에, 마르크스주의와 위의 무기 자연과학 분야 중 일부의 예를 사용하여 우리는 이를 유물론적으로 봅니다. 과학적으로 이러한 역사적 패턴은 주어진 물질의 일반 운동 법칙을 토대로 그리고 이를 통해서만 이해되고 설명될 수 있습니다.
이를 통해 우리는 위의 계획에 따라 이론 생물학의 틀 내에서 진화론과 생물에 관한 일반 이론 사이의 관계에 대한 질문에 대한 답도 제시했습니다. 진화론이 진정한 생명체의 역사적 이론이 되기 위해서는 심화될 필요가 있다. 이러한 추가적인 발전은 생명체의 일반적인 운동 법칙에 기초하여서만 달성될 수 있습니다. 그러므로 이론생물학의 당면 과제는 생명체의 일반적인 운동 법칙을 개발하는 것입니다.
문제, 즉 후자의 이론. 그러므로 이론 생물학이 직면한 과제, 즉 그 해결책은 기술 생물학과 실험 생물학의 경험적 법칙과 데이터를 제시하고 도출하는 것입니다. 그 부분은 한계를 넘어서는 보다 일반적인 법칙과 아이디어의 발전에서 특별한 순간이 됩니다. 생명체에 대한 직접적인 경험. 이러한 일반 법칙은 생명체에 내재된 운동 법칙이어야 합니다. 그녀만의 특이한 점. 그러나 그것들은 어떤 특별한 형태로 나타나든 상관없이 언제 어디서나 그것의 특징적인 운동 법칙, 존재 형태를 나타내야 합니다. 그러므로 그것들은 모든 생명체에 대해서만 유효해야 합니다. 이를 통해 우리는 특정 조건의 분석을 통해 특별한 형태의 움직임의 출현과 변화의 방향을 추론할 수 있어야 합니다. 먼 길이에요. 이 방향으로 가는 첫 번째이자 가장 위대한 단계는 다윈의 진화론에 의해 이루어졌습니다. 더 중요한 예비 작업은 개발 중인 특수 실험 과학에 의해 수행되었으며, 이는 이 문제의 개별 발현 패턴을 추론할 수 있는 생명체 운동 법칙, 주로 유전 교리 또는 유전학에 대한 연구에 접근했습니다. 보다 일반적인 아이디어의 특별한 경우로 패턴을 제시하려고 합니다. 다음 단계는 생물체의 일반이론의 도움을 받아 위의 문제의 해결에 접근하기 위해 이루어져야 합니다. 이것이 지금 어느 정도까지 가능한지 알아보고, 이 길이 우리에게 열려 있음을 보여주고, 이 방향으로 한 걸음 더 나아가는 것이 이 책의 목적이다.

제1장 지속가능한 불균형의 원리
우리는 특정 현상을 기반으로 일부 물질 시스템을 살아있는 존재, 살아있는 시스템으로 지정합니다. 우리가 체계를 생명체로 지정하는 데 기초가 되는 현상의 총체, 또는 이러한 일련의 현상에 필요한 내부 조건을 우리는 생명이라고 부릅니다. 예를 들어 일반적인 언어로 그들은 "동물에는 여전히 생명의 흔적이 있습니다"라고 말합니다. 이는 언급된 현상이 동물에서 나타나는 조건이 여전히 보존된다는 것을 의미합니다. 그러나 만약 그들이 이러한 현상이나 그것들과 관련된 조건의 정의에 접근하고자 한다면, 그들은 눈에 띄고 겉으로는 모순되는 것처럼 보이는 어려움에 직면하게 됩니다. 한편으로, 우리는 알려진 특성을 기반으로 살아있는 것으로 지정하는 알려진 물질 시스템을 특성화하고 이를 통해 다른 시스템과 구별하기를 원합니다. 반면에 이러한 시스템의 특징이 되고 나머지 시스템과 구별되는 속성을 하나 이상 지정하는 것은 어렵습니다. 일반 언어와 과학 언어 모두에서 "살아있다"라는 명칭이 사용되는 명확성과 확실성, 그리고 과학이 이 명칭에 명확하고 명확한 의미를 부여하려고 시도하는 어려움과 불확실성, 확실성 사이의 대조는 다음과 같습니다. 정말 충격적입니다. 이 모순을 이해하는 가장 쉬운 방법은 생물학 교과서를 가져다가 입문 및 일반 부분에서 그러한 구별의 어려움과 심지어 불가능함을 말하는 반면, 본문에서 생명체를 묘사하고 생명 현상을 해석할 때 결코 문제의 대상이나 현상이 살아있는 존재나 생명 현상으로 분류되어야 하고, 따라서 생물학 교과서에서 정당하게 자리를 차지해야 하는지에 대한 의심.
이러한 상황은 생물학을 구체적으로 제시할 때 생물학을 제시하고 이를 다른 과학과 구별할 때 본능적-경험적 구별에 의존하는 것이 가장 좋다는 암묵적인 동의로 이어졌습니다. 따라서 생명 현상에 대한 설명과 분석은 모든 생명 현상(생물 시스템)을 지배하는 일반적인 특성 및 패턴의 관점이나 식별에 필요한 조건의 관점에서 이루어지지 않습니다.
그러나 우리는 여기서 이 전통을 고수하지 않고 생명체의 특징인 속성과 법칙을 강조하고 이러한 속성과 법칙이 다양한 생명체에서 어떻게 나타나는지 살펴보겠습니다.
물론 이러한 특성을 분리하여 생명에 대한 정의를 내리려는 시도가 많이 있었지만 이러한 시도는 대부분 그 창시자가 생명 현상에 대한 정의를 충분히 심각하게 받아들이지 않았고 생명 현상에 대한 정의의 정확성을 확인하려고 시도하지 않았다는 단점이 있었습니다. , 이는 너무 일반적인 형태로 이루어졌기 때문에 구체적인 관찰이나 실험을 통해서는 이를 확인하거나 반박하는 것, 즉 전혀 검증하는 것이 불가능했기 때문이다.
우리는 차례로 삶의 정의를 제시하고 그 정확성이 검증될 수 있도록 노력할 것이며 이러한 검증을 수행하려고 노력할 것입니다.
우리의 임무는 우리가 살아있는 것으로 지정하는 모든 시스템의 특징과 그 시스템만의 특징이 무엇인지 하나 이상의 법칙의 형태로 결합하고 표현하는 것입니다.
지속적인 외부 조건 하에서 생활 시스템의 상태 변화.
모든 생명체는 우선 상태의 자발적인 변화, 즉 생명체 외부에 있는 외부 원인에 의해 발생하는 상태의 변화를 특징으로 합니다. 신체나 물질 체계의 변화를 감지할 수 없거나 본질적으로 순전히 "수동적"인 변화만 감지할 수 있다면 그 누구도 신체나 물질 체계를 살아있는 것으로 정의하지 않을 것입니다. 이는 의심할 여지없이 시스템 자체의 "적극적인" 참여 없이 환경 변화나 외부 힘의 영향으로 인한 결과입니다. 따라서 물질 시스템이 완전히 정지하고 움직이는 경우, 예를 들어 이동하거나 던질 때와 장소에서만 질량, 관성 및 마찰 저항에 따라서만 움직입니다. 주변 온도가 있는 경우에만 주변 온도가 변하는 시기와 정도, 그리고 열용량에 따라 가열되거나 냉각되는 정도; 물질 시스템에서 화학 반응이 발생하지 않거나 반응할 수 있는 물질이 외부에서 추가될 때만 발생하는 경우 - 주어진 초기 하에서 질량 작용 법칙 및 화학 동역학에 해당하는 정도와 속도로만 발생합니다. 이러한 반응이 매우 강하거나 다양한 효소 등의 존재로 인해 발생하더라도 물질 시스템의 조건-아무도이 물질 시스템을 살아있는 것으로 정의한다고 생각하지 않을 것입니다. 생명체. 결과적으로, 물질 체계를 생명체로 지정하기 위해 우리가 물질 체계에 부과하는 요구 사항 중 하나가 주어진 예에서는 충족되지 않습니다.
이 요구 사항은 무엇이며 어떻게 더 정확하게 공식화할 수 있습니까?
기존 조건 하에서 환경을 변경하지 않고 시스템이 완전히 정지되어서는 안되고 변경이 "자발적으로" 발생할 수 있다면 이는 시스템이 일반적인 조건 하에서 그러한 에너지 축적을 포함해야 함을 의미합니다. 시스템 및 일정한 환경 조건에서는 미디어가 배출될 수 있습니다. 시스템에는 외부 지원에 추가하여 환경을 바꾸지 않고 또는 시스템에 대한 외부 영향 없이 방전될 수 있는, 즉 평준화될 수 있는 잠재적인 차이가 있어야 합니다. 이 균등화 중에 방출되는 방전 중에 기계적 작업이나 열, 전기 에너지의 형성 등 다양한 방식으로 나타날 수 있습니다. 이 경우 방출된 에너지는 어떤 방식으로 나타나야 하며 어떤 작업에서-이 점에서 아직 요구 사항을 설정하지 않았습니다.
물론 우리가 물질 시스템을 생명체로 지정하기 위해 물질 시스템에 부과하는 이 첫 번째 요구 사항은 작동하는 기계에 투입된 어떤 "시작"으로도 충족될 수 있기 때문에 충분하지 않습니다. 진자가 있는 상처시계는 그 자체로 변화를 보여줍니다. 그들은 환경을 바꾸지 않고 외부 도움 없이 걷는 반면, 감긴 무게의 위치 에너지는 점차적으로 평준화됩니다. 즉, 무게가 낮아지고 동시에 부분적으로 진자 운동의 운동 에너지, 즉 화살 등; 감겨진 회중시계는 시계의 곡선 스프링에 소위 변형 에너지의 형태로 위치 에너지를 가지고 있습니다. 이 변형 에너지는 점차적으로 평준화되고 외부 도움 없이 평준화될 수 있으며, 이 변형 에너지는 감소하여 다음과 같은 형태로 나타납니다. 휠 드라이브의 작동과 손의 움직임. 가열식 증기기관은 가열된 보일러와 냉장고 사이에 존재하는 온도차의 형태로 위치에너지를 가지고 있습니다. 이 온도 차이는 외부 지원 없이 균등화될 수 있으며 부분적으로 기계가 설계된 다양한 기계적 작업의 형태로 나타납니다. 충전된 배터리는 극에 전위차가 나타나며, 두 극을 도체로 연결한 경우 등화되고 외부 영향 없이 등화될 수 있으며, 전기 에너지는 배터리를 연결하는 도체의 설계에 따라 달라집니다. 시스템에는 다양한 에너지 등의 형태가 주어질 수 있습니다.
우리는 시스템이 외부 도움 없이 환경을 바꾸지 않고 자발적으로 변화를 보여주고 다양한 작업을 수행해야 한다는 요구 사항, 즉 방출되는 위치 에너지가 있어야 한다는 요구 사항이 균등화될 수 있는 전위차를 갖는다는 것을 알 수 있습니다. 외부 지원 없이 주어진 조건에서 이 요구 사항은 "시동", "작동", "충전"된 기계로 충족될 수 있습니다.
그러나 우리는 이 발사된 기계를 결코 생명체라고 부르지 않을 것입니다.” 이는 우리가 생명체로 지정하는 물질 시스템에 대해 다른 잘 알려진 요구 사항도 부과한다는 것을 의미합니다. 그러나 많은 자연과학자 및 생물학자들은 우리가 "살아있는"이라는 명칭과 연관시키는 이러한 다른 요구 사항을 근거가 없거나 적어도 비원칙적인 속성의 요구 사항으로 간주하는 경향이 있습니다. 따라서 그들은 생명체가 그러한 시스템이라고 말합니다. 일상 언어에서 우리는 "살아있는", "살아있는 유기체"또는 "살아있는 존재"라는 명칭을 유지합니다. 대부분의 경우 움직이는 기계에 지나지 않으며 그 동작은 다른 모든 기계의 동작과 마찬가지로 진행됩니다. 물리, 화학의 법칙과 시스템 및 환경의 일반적인 조건에 따라. 살아있는 시스템으로 지정된 곳에서 발생하는 물리적 및 화학적 과정은 물리 및 화학 법칙의 적용을 받으며 시스템과 환경의 조건뿐만 아니라 물리 및 화학 법칙에 의해 명확하게 결정된다는 점을 한 순간도 의심하지 않고, 그러나 우리의 임무는 당연히 이것을 단순히 진정시키는 것이 아니라 "살아있다"라는 명칭과 연관시키는 이러한 다른 요구 사항이 실제로 확립 될 수 없는지, 그리고 실제로 구성되는 것이 무엇인지 확인하는 것입니다. 이러한 물질 시스템은 다른 시스템 중에서는 나타나지 않지만, 여전히 그 시스템의 특징이고 다른 시스템과 구별되며 물리 및 화학 법칙을 수정하는 특별한 속성이나 패턴이 있습니다.
외부 조건 변화에 따른 상태 변화
우리는 위에서 어떤 변화도 감지할 수 없거나 본질적으로 순전히 "수동적"인 변화만 감지할 수 있는 신체나 물질 시스템을 살아있는 것으로 지정하지 않을 것이라고 말했습니다. 이는 의심할 여지없이 시스템 자체의 특별한 "적극적" 지원 없이 상태 변화 또는 외부 힘의 영향으로 인한 결과입니다.
우리의 첫 번째 요구 사항이 외부 지원 없이도 지속적인 환경에서 변화를 보여주고 효율적이므로 잠재적인 에너지를 갖고 이를 변형할 수 있다는 사실로 요약된다면 표현은 "또는 순전히 "수동적" "특성" 등입니다. 행동과 관련된 또 다른 요구 사항도 포함됩니다. 그렇지 않으면 환경 조건이 변경될 때 시스템의 프로세스와도 관련됩니다.
이제 살펴보겠지만, 이 두 번째 요구 사항은 첫 번째 요구 사항의 충족을 필요 조건으로 전제합니다.
두 번째 요구 사항의 의미를 이해하기 위해 이전에 제시된 예제로 다시 돌아갑니다. 질량(m)을 갖는 물질계에 힘(P)을 강제로 작용시키면 물체는 가속도(a)를 받게 되며 그 크기는 다음 관계식에 의해 결정됩니다.
힘 = 질량 x 가속도.
여기에 마찰이 추가되면 힘이 이를 극복해야 하며 동일한 가속도를 생성하려면 더 큰 힘이 필요하다는 것이 분명합니다. 즉, 비율이 얻어집니다.
힘은 질량×가속도+마찰입니다.
또한, 본체는 공지된 장치의 도움으로 특정 경로 또는 특정 표면을 따라, 예를 들어 실의 한쪽 끝에 묶여 있고 다른 쪽 끝은 한쪽에 고정되어 있는 원형을 따라 따를 수 있습니다. 점: 몸체가 알려진 속도로 이 점을 중심으로 회전하는 경우 스레드를 원으로 이동하여 항상 강제됩니다. 또는 예를 들어 신체가 경사면에 놓여 있는 경우 등입니다. 우리는 신체가 특정 경로나 표면에 머물도록 하는 조건의 작용을 동일한 효과를 생성하는 힘으로 대체할 수 있으며 이러한 힘을 다음과 같이 표시합니다.
신체에 작용하는 "추진력"이 아닌 "강제력". 질량(m)의 물체는 이러한 강제력과 추진력의 영향으로 실제 가속도(a)를 경험합니다. 역학에는 d'Alembert의 원리라고 불리는 일반 운동 법칙이 있는데, 이에 따라 힘과 추진력의 합과 양 m x a(질량에 실제 가속도를 곱한 값)의 음의 곱이 다음과 같이 지정됩니다. 관성력은 0과 같습니다. 즉 강제력, 원동력, 관성력은 항상 균형을 이루고 있습니다.
Z + P - m a = 0, 여기서 Z는 강제력, P - 추진력을 의미합니다.
이러한 간단한 설명을 마친 후 이제 물체가 추진력의 작용 하에서 관성력, 질량 또는 마찰 저항에 따라서만 움직인다는 사실이 무엇을 의미하는지 생각해 보겠습니다. 이에 따라 움직이는 생명체 시스템.
가장 간단한 예부터 시작해 보겠습니다. 수평 표면에 누워 있는 신체는 표면 방향의 원동력에 의해 작용합니다. 즉, 힘은 표면을 따라 신체를 움직입니다.
이 경우 추진력은 유효 견인력(K), 지구에 의해 생성된 중력, mg(g는 중력 가속도)입니다. 이 경우 강제력은 중력의 크기와 같고 반대 방향으로 향합니다. 왜냐하면 이것이 바로 이것이 나타나는 것을 허용하지 않기 때문에 mg과 같고 신체가 경험하는 경우 가속도 a이면 위에서 언급한 운동 법칙은 다음과 같습니다. (...)
그러나 살아있는 동물을 움직이는 데 필요한 힘은 동물이 죽거나 그에 작용하는 견인력이나 미는 힘과 관련하여 완전히 "수동적으로" 행동하지 않는 한 관성력과 마찰력과 거의 일치하지 않습니다. 동물은 당기거나 밀면 도망가거나 저항함으로써 “반응”합니다. 관성력이나 마찰력에 해당하는 저항보다 크거나 작은 저항을 나타냅니다. 물론 요점은 d'Alembert의 역학 원리가 유효하지 않다는 것이 아니라 단순히 시스템에 작용하는 외부 강제 및 추진력 외에도 시스템이 견인 또는 미는 동안 특정 내부 힘을 발생시킨다는 것입니다. 여기서는 고려하지 마십시오. 즉, 관성력과 마찰력에 따라 움직임이 발생할 뿐만 아니라 시스템 자체의 "능동적" 지원 없이는 움직임이 발생하지 않습니다.
정확히 같은 방식으로 물 속에 사는 동물의 경우 미는 효과는 대부분 물에 대한 마찰, 중력, 관성 모멘트 및 가해진 힘에 의해서만 발생하는 것이 아니라 역학의 운동 법칙뿐만 아니라 충격 중에 생명체가 발생하는 힘에도 외력이 추가되어 모터 효과가 변경됩니다. 시스템이 이 힘을 어떤 방향으로 발전시켜야 하며 움직임을 어떻게 변경해야 하는지에 대해서는 아직 아무것도 언급하지 않았으며 이것이 두 번째 요구 사항입니다.
기계적 힘의 작용을 더 고려하면, 지금까지 말한 내용은 힘의 영향을 받는 시스템의 움직임뿐만 아니라 예를 들어 다음과 같은 경우에도 유효하다는 것을 알 수 있습니다.
견인이나 압력의 영향으로 시스템이 경험하는 모양의 변화; 이러한 모양 변화는 압력이나 견인력 또는 주어진 영향 이전에 소유했던 조직의 탄성 계수에 의해서뿐만 아니라 살아있는 시스템에서 결정됩니다. 원형질도 이러한 변형 작용에 영향을 미치며 압력이나 견인 중에 특정 힘이 발생합니다. 이는 탄성률 등의 변화로 이어집니다. 이 두 번째 요구 사항은 생명체가 생명체의 "적극적인" 참여 없이 외부 변화의 명백한 결과인 변화를 감지해야 한다는 사실로 귀결됩니다. 시스템 자체는 정확히 동일한 방식으로 적용되어야 하며 다른 비기계적 영향에도 적용되어야 합니다. 환경이 뜨거워지면 신체 자체도 뜨거워지며 이러한 온도 증가는 전달되는 열의 양에 의해 결정되고 재료 시스템의 다양한 부분의 열용량; 우리가 알고 있듯이 생명체에서 온도 상승은 이것만으로 결정되지 않습니다. 생명체는 열 생성과 열 전달을 변화시켜 열 유입에 "반응"하기 때문입니다. 또한 반응하는 세포나 조직에 존재하는 물질의 농도, 반응 상수 등에 대한 정확한 지식만으로는 화학 동역학의 법칙에 따라 생명체의 과정 속도와 최종 상태를 결정하는 데 충분하지 않습니다. 이러한 시스템은 반응 시간에 따라 조건과 흐름을 변화시키므로 개발됩니다. 화학 반응.
영향을 미치는 외부 힘과 환경 상태의 변화에 대한 이러한 "능동적" 반작용은 물질 시스템을 살아있는 것으로 지정하기 위해 물질 시스템에 요구하는 것으로, 예에서 본 것처럼 시스템에서 다음과 같은 필수 전제 조건을 갖습니다. 외부 변화 상태 동안 자체적으로 환경 상태의 변화와 힘의 작용하에 존재하는 초기 조건의 결과가 아닌 그러한 변화가 발생합니다. 그러나 이를 위해서는 첫 번째 요구 사항이 충족되어야 합니다. 즉, 시스템이 "자발적으로" 상태 변화를 감지할 수 있어야 하며, 외부 영향이 있을 때 여기에 필요한 힘의 발달에 적용할 수 있는 잠재적 에너지를 보유해야 합니다. 그러나 두 번째 요구 사항에는 물론 첫 번째 요구 사항보다 더 많은 내용이 포함되어 있습니다. 즉, 기존의 잠재적 차이가 외부 영향에 대한 특정 의존성으로 평준화되거나 균등화 중에 방출되는 에너지가 다음 작업 수행에 적용된다는 것입니다. 환경 상태의 변화에 대한 특정 의존성이 있으며 후자의 효과에 영향을 미칩니다. 외부 영향 중에 시스템에 존재하는 조건이 변경되어 행동이 변경됩니다. 이 작업이 어떤 방향으로 발생해야 하며 어떤 변경이 발생해야 하는지 - 두 번째 요구 사항은 이에 대해 아무 것도 말하지 않습니다. 살아있는 시스템에서 외부 영향 중에 시스템의 초기 조건을 변경하는 작업이 발생하므로 행동 환경의 영향.
이제 우리가 스스로에게 묻는다면: 첫 번째 요구 사항과 함께 이 두 번째 요구 사항이 충족되는 시스템이 "살아 있는" 시스템으로 지정될 것이라고 말하기에 충분한가요? 그렇다면 우리는 이것이 충분하지 않다고 대답해야 하며 무엇보다도 다음과 같이 대답해야 합니다. , 무조건적인 요구 사항을 나타내지 않기 때문입니다. 우리는 생명체 시스템을 무조건적으로 요구하지 않습니다. 각각의 경우와 각각의 외부 영향에 대해 그들은 영향의 효과를 변경하는 작업으로 반응했지만 시스템에 대한 외부 영향과 초기 조건을 기반으로 명확하게 결정될 수 있는 "수동적" 변화만 보여주는 것은 아닙니다. 그러나 이것이 무조건적인 요구 사항을 나타내지 않는다면, 이 영향에 영향을 미치는 힘을 개발함으로써 특정 외부 행동에 반응하는 구조를 상상하는 것이 여전히 가능합니다. 이를 위해 이러한 시스템에는 특정 외부 영향 하에서 에너지를 제공하는 시스템에서 알려진 프로세스가 작동하고 생성되며, 방출된 에너지는 외부 영향의 효과에 영향을 미치는 데 사용되는 알려진 해결 메커니즘이 있어야 합니다. 예를 들어, 밀 때 더 높은 전압을 켜고 미는 동안 카트에 더 높은 운동 에너지를 전달하여 미는 효과에 영향을 미치는 메커니즘을 갖춘 배터리로 구동되는 카트가 있습니다. 이는 계산된 것과 다릅니다. 최대 순간의 미는 힘, 카트의 속도와 질량 등으로부터 두 번째 예: 소스가 있는 탄성 스프링 전류스프링에 장력을 가할 때 전류를 켜고 스프링을 통해 전류를 전달하여 후자가 가열되어 탄성 계수를 변경하는 메커니즘입니다. 또는 예를 들어, 열전 소자에 연결된 반응성 물질의 혼합물은 가열될 때 혼합물을 통해 전류를 보내고 해당 온도에서 전류 없이는 발생하지 않는 발열 반응을 일으킵니다. 결과적으로 가열은 요소를 데우는 데 사용된 열량, 반응 상수 등에서 계산된 것보다 커집니다.
이러한 모든 구조는 두 번째 요구 사항을 충족하는 시스템의 예입니다. 시스템에 존재하는 전위차로 인해 에너지를 제공하는 프로세스를 통해 외부 영향(밀기, 당기기, 열 전달)에 도움이 되는 장치가 있기 때문입니다. 이 외부 영향의 영향을 변경합니다.
이러한 예에서 우리는 두 번째 요구 사항이 여전히 첫 번째 요구 사항보다 훨씬 더 많은 것을 포함하고 있음을 알 수 있습니다. 언급된 메커니즘 없이 배터리만으로 구동되는 카트는 프로세스가 외부 지원 없이 "자발적으로" 발생하기 때문에 첫 번째 요구 사항을 충족하지만, 언급된 메커니즘 없이는 두 번째 요구 사항을 충족하지 않습니다. 이동 카트는 후자의 움직임에도 영향을 받지만 그 효과는 속도, 카트의 질량 및 미는 힘으로 계산할 수 있으며 언급된 메커니즘은 시스템에 의한 작업 실행으로 이어집니다. 이 값에서 계산된 영향을 변경합니다. 반응이 계속 일어나는 반응할 수 있는 물질의 혼합물도 첫 번째 요구 사항을 충족합니다. 왜냐하면 외부 영향 없이 열을 추가하지 않고도 공정이 일어나기 때문입니다. 그러나 특정 온도 증가의 결과는 언급된 메커니즘이 존재하지 않는 경우 공급되는 열량과 반응 상수로부터 계산할 수 있습니다. 후자는 두 번째 요구 사항을 충족하는 데 필요합니다. 열은 "순전히 수동적인" 변화만을 야기하는 것이 아닙니다. 화학 평형이에 따라 온도가 증가할 뿐만 아니라 평형 변화의 방향이나 정도를 변경하는 추가 에너지 제공 과정도 발생합니다. 오해를 피하기 위해 여기에 언급된 외부 영향이 필연적으로 이러한 메커니즘의 활동을 유발하기 때문에 이러한 메커니즘이 존재하면 발생하는 상태 변화는 시스템의 초기 조건과 외부 영향에 의해 자연스럽게 고유하게 결정된다는 점을 여기에 추가해야 합니다. ; 이러한 모든 조건을 고려하면 효과의 변화를 명확하게 결정할 수 있습니다.
이런 방식으로 두 번째 요구 사항이 복잡한 구조와 알려진 장치가 장착된 기계의 도움으로만 충족된다면 아무도 이러한 복잡한 구조를 "살아있는" 것으로 지정하지 않습니다.
이로써 우리는 첫 번째 및 두 번째 요구 사항을 충족하는 것 외에도 "살아 있음"이라는 지정에 다른 조건의 충족도 추가한다는 것이 분명해졌습니다. 우리가 예로 제시한 구조는 매우 구체적이고 단 한 번의 외부 영향에 대해서만 두 번째 요구 사항을 충족하지만, 우리가 살아있는 것으로 지정한 시스템에 대한 이 두 번째 요구 사항은 매우 일반적이며 충족된다는 점에 유의해야 합니다. 거의 모든 외부 영향과 반복적인 영향이 있습니다. 거의 모든 외부 영향, 더욱이 반복되는 외부 영향 하에서 두 번째 요구 사항을 충족하는 시스템을 구축하려면 매우 복잡한 메커니즘을 생각해 내는 것이 필요합니다.
따라서 두 번째 요구 사항을 충족하는 것은 종종 다음과 같이 간주됩니다. 필수 기능생활 시스템이며 "과민성" 또는 "흥분성"으로 지정됩니다.
과민성, 흥분성.
"과민성" 또는 "흥분성"은 일반적으로 살아있는 유기체의 특성을 말하며 이로 인해 환경 상태의 변화, 즉 외부 영향, 상태 변화, 즉 파생하기 어려운 프로세스에 반응합니다. 외부 영향, 소위 자극; 행동은 외부 영향의 강도와 일치하지 않습니다. 사소한 영향은 집중적 프로세스에 의해 해결됩니다. 매우 자주 상관 관계도 없습니다. "자극"은 한 곳에서 작용하고 이로 인한 프로세스는 완전히 발생합니다. 신체의 다른 장소. 결과적으로 "과민성"과 "흥분성"이라는 개념은 외부 영향과 관련하여 생명체의 특별한 행동을 강조하고 특성화하기 위해 만들어진 개념을 의미합니다.
이제 이 특별한 동작이 실제로 무엇으로 구성되어 있는지, 이것이 의미하는 바는 무엇인지, 첫 번째 및 두 번째 요구 사항과 어떤 관계가 있는지 살펴보겠습니다.
문제가 외부 영향과 그에 따른 상태 변화, "자극"과 반응 사이의 정량적 불일치에만 있다면 이는 여기서 소위 희박 현상에 대해 이야기하고 있음을 의미합니다. 시스템에는 외부 도움 없이는 방전되거나 균등화될 수 없는 다양한 전위차 형태의 위치 에너지가 있습니다. 그러나 이러한 균등화를 위해서는 약간의 외부 영향만으로도 충분하며 방전 효과와 완전히 독립적으로 엄청난 양의 에너지가 방출되어 매우 강력한 효과를 얻을 수 있습니다.
유사한 방전 현상은 무생물 시스템에서도 분명하게 알려져 있습니다. 예를 들어 버튼을 가볍게 누르면 강한 폭발이 발생하는 경우가 있습니다. 전기적 연결폭발성 혼합물을 통해 전기 스파크 또는 전류를 전달하는 단계; 동시에 외부 변화의 작용 장소와 대응 과정도 다릅니다. 우리가 과민성 또는 흥분성으로 지정하는 생물 시스템의 이러한 특성이 실제로 생물 시스템에서 이러한 희박 현상이 매우 자주 발생하는 특성에만 관련된다면 이 특성을 특별히 강조할 필요가 거의 없으며 어려울 것입니다. 그러나 그 이유를 이해하기 위해 그들은 항상 그렇게 합니다.
많은 생물학자들은 자극 현상을 생명체의 특정 측면에서 특정 현상 그룹으로 분리하는 것이 우리의 불완전한 지식으로 아직 분석이 가능하지 않은 경우에만 옳다는 결론에 도달합니다.
예를 들어 Hartmann은 다음과 같이 썼습니다. “현대 연구 수단을 사용하여 소위 자극 현상에서 발생하는 화학 에너지 과정을 완전히 이해하고 분석하는 것이 가능하다면 다음과 같이 특별한 제한이 필요하지 않을 것입니다. 이 생명 현상 그룹의 개념은 "자극 현상"이라는 개념으로 통합됩니다.
“그러나 우리는 현재 이 목표와는 거리가 멀기 때문에 유기 과정을 연구할 때 자극 현상에 대한 그러한 구분과 별도의 고려가 필요합니다. 이는 자극으로 작용하는 시스템 전체의 고정 프로세스의 생리적 변화가 무엇보다도 자극과 눈에 띄는 화학적-에너지 관계를 가져올 수 없는 작용에 의해 해결될 때 특히 필요합니다. 대부분의 경우 자극의 정도와 그 효과 사이에 현저한 불균형이 나타납니다. 이런 현상으로 인해 짜증은 대부분 소위 해결의 성격을 갖게 되는데..."
“...그러나 이러한 분해 과정은 생명 현상에만 국한되지 않고 무기 시스템에서도 발견되며 유일한 차이점은 후자에서는 에너지 관계가 대부분 명확하게 표시될 수 있다는 것입니다. , 전자의 경우 원인과 대응작용이 대부분 다르며, 그 사이에 일어나는 물리적, 화학적 과정은 그대로 남아 있다.
알 수 없음"1.
그리고 다른 곳에서 그는 다음과 같이 썼습니다. “... 그러나 소위 과민성은 엄밀히 말하면 부정적으로, 즉 생리적 작용으로만 특성화되고 정의될 수 있는 현상을 나타냅니다. 그 자체는 대부분 알려지지 않았습니다.”2 .
우리는 여전히 "과민성"과 "흥분성"이라는 개념이 특별한 목적을 위해 도입되었다고 생각합니다. 왜냐하면 잘 알려진 아이디어가 중간 과정에 대한 불균형과 무지라는 단순한 사실뿐만 아니라 자극 현상과 관련되어 있기 때문입니다. 그리고 자극 현상 동안 우리가 전체 반응 사슬을 알지 못한다면 최종 효과에 대한 지식은 유기체의 과민성으로 인해 부정적인 신호뿐만 아니라 필요한 과정과 조건에도 관련된다는 것을 입증하기에 충분합니다. 시스템을 살아 있는 것으로 지정합니다.
우선, 무생물 시스템에서 언급된 해결 현상은 동일한 힘에 의한 해당 조치에 의해 단 한 번만 발생할 수 있다는 점을 지적해야 합니다. 요점은 항상 알려진 전위차, 특정 전압이 주어진 조건에서 균등화될 수 없다는 것입니다. 외부 영향으로 인해 레벨링이 시작되면 레벨링이 완료되고 두 번째 유사한 영향은 유효하지 않습니다. 실의 도움으로 장력을 가한 스프링은 실을 자르면 크게 짧아지고 이전의 고정 위치로 돌아갑니다. 그러나 다시 자르거나 풀어도 다른 것은 생성되지 않습니다. 폭발성 반응 혼합물은 가벼운 접촉 압력으로 인해 더 큰 힘으로 폭발하고 적절한 반응 평형에 도달합니다. 버튼을 두 번 누르면 오랜 시간이 지나면 아무런 효과가 없습니다... "과민성"또는 "흥분성"이란 정확히 살아있는 시스템의 특성을 의미하며 일반적으로 자극에 대해 항상 특정 방식으로 반응합니다. 일회성 응답으로 인해 "과민성"을 잃지 않습니다. 근육이 전류에 의해 자극을 받으면 수축하고, 두 번째 자극을 받으면 다시 수축하며, 너무 자주 자극을 받은 후 근육이 더 이상 반응하지 않는다고 해서 근육이 완전히 상실되었다고 말할 수는 없습니다. 자극하는 능력이 있지만 근육이 "피곤하다"; 그러므로 우리는 일정한 간격이 지나면 동일한 자극이 동일한 수축을 일으키고 따라서 과민성이 다시 나타날 것임을 알고 있습니다. 살아있는 시스템의 이러한 특징은 자연스럽게 그들의 지속적인 속성인 과민성 개념과 연관되어 있습니다. 따라서 단일 반응 자극의 메커니즘이 원칙적으로 실제로 에너지 방출로 구성된다면, 예를 들어 장력이 가해진 스프링이 느슨해지거나 혼합물이 폭발할 때와 마찬가지로 과민성의 개념은 다음과 같은 사실과도 연관됩니다. 생명체의 이러한 방전에 더해, 대부분 새로운 책임이 따르며, 과민성의 개념을 확립하게 된 것은 바로 반응 사슬에 대한 무지가 아니라 생명체에서 현상의 후자의 규칙성이었습니다. .
이제 우리가 설정한 요구 사항 중 어떤 요구 사항이 이런 식으로 공식화되어 과민성에 대해 충족되어야 하는지 살펴보면, 해결 과정의 의미에서 개별 반응의 존재는 우리의 요구 사항 중 어느 것에도 포함되어 있지 않다는 것이 밝혀졌습니다. 첫 번째 요구 사항은 생명체 시스템이 축적된 에너지 비축량, 즉 외부 지원 없이 "자발적"인 전위차를 가져야 한다는 것입니다. 일정한 환경이 주어지면 레벨 아웃이 가능하고 실제로 수행됩니다. 즉, 우리는 생명체 시스템이 지속적인 외부 조건 하에서 변화를 보여 균형 상태에 있지 않도록 요구합니다. 실로 늘어난 스프링이나 위에서 제시한 예의 폭발성 혼합물은 외부 조건이 변하지 않은 상태에서 정지 상태를 유지합니다. 스프링과 혼합물은 외부 조건이 변할 때까지(스프링이 절단되거나 폭발성 혼합물이 전도 전류에 의해 가열될 때까지) 이러한 조건에서 평형 상태에 있습니다. 종종 자극 현상의 매우 특징적인 것으로 간주되는 상황, 즉 다음과 같습니다.
1 Hartmann, M., Allgemeine Biologie, Jena, 16페이지, 1925년.
2 Ibid., p.629.
외부 조건의 사소한 변화는 강렬한 과정으로 이어집니다. 이는 시스템이 소위 불안정한 평형 상태에 있음을 보여줄 뿐이지만 이는 살아있는 시스템에는 필요하지 않습니다. 반대로, 첫 번째 요구 사항에는 반대 조건, 즉 시스템이 평형 상태(안정적이든 불안정성이든)에 있어서는 안 되며, 기존 전위차가 외부 지원 없이 "자발적으로" 균등화되어야 한다는 조건이 포함되어 있습니다.
그러나 과민성이 우리가 정확히 살아있는 시스템의 특성을 의미한다면, 단 한 번의 상호 자극 후에도 과민성은 사라지지 않고 계속해서 특징적인 특성으로 남아 있으므로 방전 후, 전위차가 균등화된 후에 새로운 전하가 정기적으로 발생하고 전위차가 복원됩니다. 이 속성에는 첫 번째 요구 사항이 포함되어 있습니다. 왜냐하면 이 새로운 전하를 생성하려면 전위차를 복원하고 작업이 필요하며 에너지가 필요하며 이는 시스템에서만 제공할 수 있기 때문입니다. 외부 지원 없이 "자발적으로" 에너지를 제공하는 프로세스가 발생하는 경우, 즉 첫 번째 요구 사항이 충족될 때입니다. 약해진 스프링을 다시 장력하려면 작업을 수행해야 합니다. 우리는 스프링이 약해지기 전의 원래 위치로 다시 장력을 가하여 이 작업을 수행합니다. 따라서 여기서 작업은 외부에서 수행되어야 합니다. 근육에서 이 작업은 자극으로 인해 수축된 후 에너지를 제공하는 과정을 통해 수행되며 이러한 과정은 외부 도움 없이 근육에서 발생합니다. 근육을 단순한 스프링과 구별하는 것은 자극이 있을 때마다 자연적으로 발생하여 에너지를 전달하고 다시 전위차를 복원하는 것이 바로 이러한 변화입니다. 이것이 우리가 근육에 적용하는 "과민성"이라는 개념을 긴장된 스프링에 적용하지 않는 이유입니다. 결과적으로 첫 번째 요구 사항을 충족하는 것은 "과민성"을 나타내는 데 필요한 조건입니다. 두 번째 요구 사항은 포함되어 있지 않습니다. 후자는 분해로 인한 전위차의 균등화가 초기 조건, 반응 속도 등에서 예상한 대로 진행되지 않고 신체에 에너지를 공급하는 일부 과정에 의해 변경된다는 것을 의미합니다. . 엄밀히 말하면 이 두 번째 요구 사항은 예를 들어 Mangold1에 의해 "흥분"이라는 개념에 대해 제시되었으며 그는 "자극"이라는 개념과 대조하여 다음과 같이 말했습니다. "흥분은 살아있는 유기체에서 발생하는 과정의 모든 활성 변화입니다. ,” 그는 자극을 “생명 과정 중에 생명체 자체가 변화에 반응하는 방식으로 생명체에 영향을 미칠 수 있는 모든 외부 변화”로 정의합니다. 따라서 Mangold는 자극 전도와 흥분 전도를 구별합니다. 자극의 전도로서 이는 "유기체 자체의 적극적인 참여 없이 살아있는 유기체의 일부를 통해 외부의 물리적 또는 화학적 변화가 전달되는" 과정을 나타냅니다. 반대로 여기의 전도는 “살아있는 존재의 적극적인 참여로 알려지지 않은 종류의 물리화학적 변화가 더욱 진행되는” 과정을 가리킨다. Mangold가 제시한 정의에 따르면 "흥분성"의 개념은 우리의 두 번째 요구 사항과 정확히 일치합니다. 즉, 이러한 정의에 따르면 흥분성은 적극적인 참여를 통해 외부 물리화학적 영향으로 인해 발생하는 과정의 과정에 영향을 미칠 수 있는 생명체 시스템의 특성을 나타냅니다. 따라서 에너지를 제공하는 일부 과정을 통해 신체의 일부. 이는 외부 여기로 인한 프로세스 과정이 이러한 영향의 크기와 영향을 받는 시스템 부분의 초기 조건으로부터 결정될 수 없다는 것을 의미합니다. 몸에서 일하십시오. 이러한 과정의 변화가 어떤 방향으로 이루어져야 하는지에 대해서는 여기서도 아무 말도 하지 않습니다. 이러한 활성 변화에는 가속 또는 감속이 포함될 수 있습니다. 흥분과 짜증에 대한 그러한 정의로 인해 우리의 두 번째 요구 사항은 충족되지 않습니다.
1 Mangold, Ergebnisse d. Physiol, 21권, 1923년 cit. Handb의 Broemser 작성. 규범, 파톨. 물리. vol.I, pp. 278 다음.
생명체의 일반적인 필수 조건으로 필요합니다. 결과적으로 두 번째 요구 사항과 마찬가지로 외부 영향이 초기 조건을 기반으로 예상되는 흐름의 적극적이고 작업을 요구하는 변화를 무조건 수반할 필요는 없습니다. 흥분해서 반응할 것이다. 단 한 가지만 필요합니다. 즉, 영향과 초기 조건에 의해서만 결정되는 수동적인 변화만 발생해야 하는 것이 아닙니다. 이에 따르면 모든 외부 영향이 짜증으로 지정되는 것이 아니라 흥분을 동반하는 영향만 지정됩니다. 동일한 외부 영향이 흥분을 유발하는지 여부에 따라 자극을 줄 것인지 여부, 외부 영향의 효과가 어떤 방식으로 나타나는지 여부에 따라 자극을 줄 것인지 여부는 후자와 원래의 조건에 따라 결정됩니다. 영향을 받은 부품 시스템. 흥분을 유발하는 외부 변화에만 "과민성"을 지정하는 제한으로 인해 과민성과 흥분성의 개념이 서로 분리 될 수 없다는 것이 분명합니다. 반면, 위에서 확립한 과민성의 개념, 즉 에너지를 전달하고 균등화된 전위차의 새로운 증가로 이어지는 다른 프로세스와 외부 영향으로 인한 균등화 프로세스에 반응하는 생명체 시스템의 속성으로서, 개념입니다 (서로 멀리 떨어져 있지만 외부 영향으로 인해 정기적으로 발생하는 프로세스를 포함하는 경우)는 흥분성의 개념과 완전히 일치하며 두 번째 요구 사항도 포함합니다. 영향, 예상되는 잠재적 차이의 소멸. 따라서 자극과 흥분은 다르지만 특정 조건에서는 서로 전환됩니다.
이러한 방식으로 정의된 흥분성 또는 과민성은 위에서 언급한 의미의 실제 연결에서 동등하다고 사용하는 표현이므로 두 번째 요구 사항을 포함하며 그 충족은 시스템을 살아있는 것으로 지정하는 것과 연관됩니다. 따라서 생명체의 특징적이고 필요한 조건입니다.
따라서 우리는 외부 영향, 즉 환경 상태의 변화와 시스템 상태의 변화 사이에 생명체에 존재하는 알려진 관계를 지정하기 위해 이러한 개념을 적용할 자격이 있다고 생각합니다. 이 관계는 정확한 물리적 의미를 갖습니다.
"과민성"의 개념을 일반적으로 이해되는 형태로 분리할 이유가 없습니다. 외부 작용과 그에 따른 상태 변화가 특정 불균형을 나타내고 개별 반응 사슬을 알 수 없는 살아있는 유기체의 속성으로, 그러나 이는 초기 조건에 의해서만 결정되는 개별 방전, 개별 전위 균등화에만 적용되는 것으로 가정됩니다. 더욱이, 위에서 보여준 것처럼 이 속성은 생명체의 특징이 아닐 뿐만 아니라, 우리가 "살아있다"라는 명칭을 위해 설정한 기본 요구 사항과도 전혀 일치하지 않습니다.
여기서 우리는 개념의 형성과 삶의 과정에 대한 설명에서 매우 자주 접하게 되는 한 가지 상황을 지적해야 합니다. 설명.
이러한 상황은 생물 학자들이 생명 시스템의 특징으로 보이는 눈에 띄는 현상의 과정을주의 깊게 분석하지 않고 순전히 물리적, 화학적 현상의 과정과 무심코 비교하여 생명체의 현상을 물리 및 화학의 법칙은 신체의 현상 과정이 이미 물리학 및 화학에서 알려진 이러한 법칙과 일치하도록 신체에 존재해야 하는 조건을 만들어냅니다.
이러한 특징적인 현상에 대해서는 필요한 구체적인 법칙을 구하지 않으며, 후자에 대해서는 실험적으로 검증할 수 있는 가정을 하지 않고, 고려 중인 현상의 법칙이 이미 알려진 법칙과 본질적으로 동일하다고 미리 가정한다. 물리화학적 현상의.
생명 현상 법칙의 고유성을 결정하는 물리화학적 조건에 대해서는 가정이 이루어지지 않습니다. 반대로, 이러한 법칙은 생명 현상을 연구하기 전부터 알려져 있다고 가정되며, 이러한 현상의 법칙이 이미 알려져 있다고 미리 가정하면 이러한 현상의 진행을 결정하는 조건에 대해서만 가정이 이루어집니다. 그러나 과학은 법칙을 확립하는 한 연구하는 현상만을 설명하기 때문에 생명 현상을 "설명"하는 이 방법은 본질적으로 아무 것도 설명하지 않습니다. 이 방법의 결과, 설명이 필요한 생활현상은 대부분 사실과 부합하지 않는 매우 단순화된 설명을 받게 되며, 이러한 특징적인 현상에 대해 정립된 생물학적 개념은 이를 설명하는데 사용되는 물리화학적 개념과 동일시된다. 결과적으로 이러한 생물학적 개념이 불필요하고 근거 없는 것처럼 보이는 것은 당연하지만 실제로 그렇기 때문이 아니라 이런 식으로 진정한 의미를 박탈당했기 때문입니다.
다양한 특별한 생명 현상과 그 이론을 논의할 때, 우리는 종종 이러한 잘못된 물리화학적 설명 방법의 예를 제시할 기회를 갖게 될 것입니다. 여기서 우리는 이미 살펴본 바와 같이 과민성이라는 개념도 같은 운명을 겪었다는 점만 지적해야 합니다. 특정 특징적인 현상을 하나로 묶는 생물학적 개념으로 확립되었습니다. 이러한 생명 현상 동안 충족되어야 하는 물리화학적 조건을 세밀하게 분석하고 탐구하는 대신 이미 알려진 방전 현상과 무분별하게 비교했기 때문에 과민성이라는 생물학적 개념이 물리화학적 의미를 받지 못하고, 그러나 생물학적 의미가 박탈되었습니다.
상태와 환경의 변화에 따른 생명체의 상태 변화의 종류와 방향
지금까지 우리는 생명체로 지정하는 모든 시스템의 특징인 두 가지 속성에 대해 논의했습니다. 이 속성의 존재는 시스템을 생명체로 지정하기 위해 절대적으로 필요합니다. 우리가 본 것처럼 이러한 속성은 명확한 물리적 의미를 갖고 있으므로 모든 생명체에서 충족되어야 하고 충족되어야 하는 필수 조건으로 간주됩니다. 그러나 우리는 또한 이 두 가지 속성의 단순한 존재만으로는 시스템을 살아있는 것으로 지정하기에 충분하지 않다는 것을 살펴보았습니다. 눈에 보이지 않게 "살아있는 것"이라는 명칭에는 다른 요구 사항도 부과되는데, 이제 이에 대해 논의하겠습니다.
우리의 첫 번째 요구 사항은 일정한 환경이 주어진 생명체 시스템이 평형 상태에 있어서는 안 되며, 외부 지원 없이도 평형을 이룰 수 있는 잠재적인 차이를 가져야 한다는 것, 즉 일을 생산할 수 있어야 한다는 것이었습니다. 두 번째 조건은 외부 영향 하에서 환경 상태의 변화에 따라 시스템이 이러한 외부 영향으로 인한 상태 변화에 영향을 미치고 이를 변경하는 작업을 생성해야 한다는 것입니다. 하지만 여기저기서 우리는 어떤 종류의 작업 효율성이 표현되어야 하는지, 외부에서 발생하는 상태 변화에 대한 시스템의 영향은 무엇으로 구성되어야 하는지에 대한 질문을 열어두었습니다. 우리는 지속적인 환경과 상태 변화에 따라 살아있는 시스템에 요구되는 작업의 유형, 방향 및 규모에 대한 요구 사항을 아직 확립하지 않았습니다. 우리는 이제 이 점에 대해서도 한 가지 요구를 하려고 합니다.
우리는 이 점에서도 우리가 살아있는 것으로 지정한 물질 체계가 특징적인 속성을 가지고 있다고 주장하며, 우리는 이 속성을 소유한 체계만을 생명체라고 부릅니다. 우리는 이 속성을 다음과 같이 공식화합니다. 시스템을 생명체로 지정하기 위해 시스템의 작업 용량, 즉 변하지 않은 환경에서 보유하고 있는 자유 에너지를 항상 환경의 변화로 이어지는 작업에 소비하도록 요구합니다. 성능을 향상시키는 시스템 조건. 다시 말해서,
일정한 환경에서도 시스템 성능이 항상 시스템 자체의 성능을 높이는 작업에 소비되도록 보장하는 장치가 시스템에 있어야 합니다. 즉, 성과는 자신의 성과를 위해 활용되어야 합니다.
시스템은 평형 상태에 있지 않을 때만 효율적이기 때문에, 평형 상태에서는 외부 지원 없이 그리고 변하지 않는 외부 조건 하에서 어떤 변화도 일어날 수 없기 때문에 우리는 다음과 같이 요구 사항을 공식화할 수 있습니다. 생명체 시스템에는 항상 다음이 있어야 합니다.
변화되지 않은 환경에서 시스템의 성능을 주어진 환경과 시스템의 주어진 상태에서 발생하는 평형에 반대되는 작업으로 변환하는 적응입니다.
이를 통해 우리는 변하지 않은 환경에서 사용해야 하는 작업의 유형과 방향에 관한 조건을 설정했습니다. 외부 영향, 즉 환경 상태가 변화하는 동안 시스템이 외부 영향의 효과를 변경하는 작업을 수행하는 것이 두 번째 요구 사항에서 의무적이라는 것을 알 수 있습니다. 을 위한 이 경우우리는 작업 유형과 방향에 관해 동일한 요구 사항을 적용합니다. 여기서 우리는 외부 영향에 대해 무조건적으로 이 요구 사항을 설정한 것이 아니라, 외부 영향의 효과를 바꾸는 작업이 전혀 수행되도록 요구했을 뿐이라는 점을 기억해야 합니다. 그러면 이 경우에 대한 세 번째 요구 사항은 다음과 같이 표현됩니다. 살아있는 시스템에 외부 영향이 발생하고 후자가 이 영향과 시스템의 초기 상태에서 예상되는 효과에 영향을 미치는 작업을 수행하는 경우 시스템의 작업은 다음과 같습니다. 주어진 외부 영향, 변화된 환경에서 시스템 성능이 증가한 결과, 즉 시스템이 외부 영향을 받아 작업을 수행하는 경우 효과의 변화로 구성됩니다. 이 작업은 변화된 환경과 시스템의 초기 상태에서 발생했을 평형에 반대됩니다.
따라서 간략하게 표현된 우리의 세 번째 요구 사항은 다음과 같습니다. 모든 환경에서 생명체 시스템의 작업은 시스템의 초기 상태를 고려할 때 주어진 환경에서 발생했어야 하는 평형에 반대됩니다.
두 번째 요구 사항과 마찬가지로 이 요구 사항은 시스템의 상태, 즉 압력, 부피, 온도, 에너지 보유량, 엔트로피 등으로 인해 물리 법칙, 특히 열역학에 위배되지 않는다는 점에 다시 한 번 유의해야 합니다. 한편으로는, 다른 한편으로는 외부 조건에 의해 다양한 단계에서 다가오는 평형 상태는 시스템 내에서 어떤 적응도 가정되지 않고 상태 변화와 어떤 식으로든 연결되지 않는 경우에만 명확하게 결정될 수 있습니다. 시스템 또는 개별 단계, 또는 이러한 적응, 연결과 관련하여 표면 경계 속성 등에 관한 정확한 지침이 있는 경우.
그러나 이러한 장치가 존재하는지 여부와 해당 장치의 관계는 나열된 시스템 속성에서 명확하지 않습니다. 성능 및 특정 방향으로의 적용 측면에서 생명체에 부여하는 우리의 요구 사항은 생명체에서 충족되어야 하는 적응, 관계 등과 관련된 실제 조건을 나타냅니다.
일반적으로 열역학 법칙은 알려진 상태, 엔트로피 또는 자유 에너지 값의 증가 또는 감소를 동반하는 시스템의 주어진 조건과 양립할 수 있는 변화가 없을 때 평형이 발생한다고 말합니다. 다음과 같은 경우 균형이 이루어질 것인가? 특정 상태따라서 특정 조건에서 시스템이 작동할지 여부는 시스템 조건에 따라 달라집니다. 이런 식으로 시스템에서 발생하고 에너지 원으로 사용되는 프로세스가 동시에 시스템의 조건을 변경하는 경우 시스템에 자유 에너지를 변화하는 작업으로 변환하는 데 기여하는 장치가 있는 경우 이 작업의 결과로 시스템 자체의 조건은 다음과 같습니다.
동일한 외부 조건과 영향 및 동일한 초기 상태가 계속 작동하는 반면, 이러한 적응이 없고 동일한 상태 값을 사용하면 이미 평형에 도달했을 것입니다. 따라서 우리의 세 번째 요구 사항은 살아있는 시스템에서 작업이 항상 시스템 자체의 부분 구조를 변경하는 것으로 구성되어야 함을 의미합니다.
이를 예를 들어 설명하겠습니다. 공기가 통과할 수 없는 이동 가능한 피스톤이 있는 용기를 제공합니다(그림 1). 용기는 20°에서 인화성 물질 R 용액으로 부분적으로 채워져 있습니다. 피스톤은 특정 압력 p, 예를 들어 대기압하에 있습니다. 물질 R은 대기 산소와 반응하여 알려진 반응 생성물 R1, R2 등이 형성될 수 있습니다. 그러면 반응은 다음 방정식의 형태로 얻어집니다: O2 + R = R1 + R2 + ... 질량 작용 법칙에 따라 다음과 같은 경우 평형이 발생합니다.
CO2, CR 등 K는 해당 물질의 몰 농도를 의미하고 K는 주어진 온도에 대한 상수 값, 소위 평형 상수입니다. 반응 생성물 R1, R2가 기체가 아닌 경우 액체 O2 위의 기체 공간에서 감소하므로 기체 압력이 낮아집니다. 따라서 피스톤은 대기권으로 움직일 것입니다
내부에도 대기압이 형성될 때까지 하향 압력을 가합니다. ~에
이는 산소 부분압을 감소시킬 것이며, 용액 내 산소 농도는 부분압력에 의해 결정되므로 위의 방정식에 따라 평형이 확립될 때까지 CO2는 감소할 것입니다. 연소 중 반응 생성물 중 하나가 가스(예: CO2)로 변하면 가스 공간으로 들어가고 02의 부분 압력은 더욱 빠르게 감소하고 평형은 훨씬 더 일찍 발생합니다. 이 반응은 일정량의 열을 방출하지만, 피스톤 벽이 열을 투과하고 공정이 등온적으로 진행되기 때문에 이 장치에서는 열이 어떤 작업으로도 변환되지 않습니다.
이제 피스톤이 가스나 수증기로 채워진 용기에 있는 또 다른 유사한 피스톤에 연결되어 있고 이 피스톤에 무게가 실려 있다고 상상해 봅시다. 반응 중에 방출되는 열은 가스 또는 수증기를 데우고 압력을 증가시키며 중량이 증가하고 예를 들어 스프링을 통해 첫 번째 피스톤으로 이동하게 됩니다. 스프링은 플레이트에 의해 고정되고 다음으로 열립니다. 상승 피스톤(K1,)(그림 2). 이는 첫 번째 피스톤의 압력을 증가시켜 반응 혼합물 위의 O2 부분 압력을 증가시키고 결과적으로 O2의 농도를 증가시키며, 위에 따른 질량 작용의 법칙에 따라 평형에 도달할 때까지 반응이 더욱 진행될 수 있습니다. 방정식. 이는 평형이 이제 동일한 상태에서 발생하지 않음을 의미합니다. 이 작업이 없었다면 발생했을 평형에 반대되는 작업을 수행한 시스템, 즉 공기 중에 일정량의 산소가 있는 시스템이 여전히 작동하며 동일한 조건에서 이 작업이 없었다면 발생하지 않았을 것입니다. . 반응 중에 방출되는 열이 일로 변환되는지 여부 - 이는 가스의 분압, 온도, 농도와 같은 위에서 언급한 개별 단계의 상태 값으로부터 미리 추론할 수 없습니다. 반응 혼합물, 시스템 에너지 등; 이는 두 피스톤을 분리하는 기계의 열이 투과 가능한지 여부에만 달려 있습니다. 작업이 이 작업 없이 발생했을 평형에 대해 구체적으로 지시되는지 여부는 시스템 상태의 주어진 값에 의존하지 않고 플레이트가 상승하는 뚜껑에 의해 열린다는 사실에 달려 있습니다. 플레이트가 스프링 위에 배치되면 시스템이 작업을 수행하고 무게가 올라가더라도 이 작업은 나타나는 평형을 변경하지 않습니다.
이 예에서 알려진 환경이 주어진 시스템이 평형에 도달하는 상태와 평형에 대해 수행되는 작업은 실제로 개별 단계 상태의 열역학적 값뿐만 아니라 시스템 조건에 따라.
우리는 호흡 과정과 비교하여 생물학자와 생리학자가 생물학에 대한 이러한 모든 고려 사항의 중요성을 가능한 한 명확하게 이해할 수 있도록 원시 메커니즘을 기반으로 하는 이러한 명확한 예를 의도적으로 선택했습니다. 대중 행동 법칙으로부터의 이탈 문제 또는 이 법칙에 부합하지 않는 소위 "거짓 평형"의 확립 문제가 물리화학에서 다시 매우 관련성이 높아졌다는 점을 언급해야 합니다. 대중 행동의 법칙과 열역학의 법칙에 기초하여 예상되는 평형으로부터의 이러한 편차는 균질한 시스템에서 발생합니다. 예를 들어, P4와 수증기의 혼합물입니다. 이 경우 인과 산소 쌍이 고속으로 서로 반응합니다. 그러나 이 반응의 결과로 산소 농도가 특정 값으로 떨어지자마자 반응 속도는 갑자기 0으로 떨어집니다. 반응은 평형이 이루어지기 오래 전에 멈춥니다1.
이 경우 이전 예에서처럼 변압기 역할을 하는 시스템의 거시적으로 조잡한 부분을 다루지는 않지만 여기서의 원리는 동일하게 유지됩니다. 이러한 경우는 활성화된 분자의 자유 에너지가 반응에 들어가기 전이나 원래 상태로 돌아가기 전에도 다른 분자를 활성화시키는 소위 연쇄 반응을 사용하여 설명됩니다. 따라서 여기서 우리는 원칙적으로 동일한 현상을 다루고 있습니다. 즉 여기서 시스템의 자유 에너지는 시스템 자체의 일부 구조를 변경하고 환경에 대한 작업을 직접 생성하지 않거나 형태로 직접 방출되지 않습니다. 열의. 따라서 Semenov는 정확하게 이러한 경우와 관련하여 평형 위치를 결정하는 데 열역학이 부족함을 지적한 것이 분명합니다. 그는 이렇게 썼습니다. “진정한 균형을 이루고 있는 시스템은 내부 힘의 영향을 받아 반응할 수 없으므로 균형이 깨집니다. 열역학은 확립된 평형의 거시적 교란을 금지합니다. 추가: 열역학에서는 모든 과정이 평형에 접근하는 방향으로 일어나도록 요구합니다. 그러나 열역학에서는 평형 상태에 있지 않은 시스템에서 평형에 접근하는 과정이 항상 발생해야 한다고 말하는 것은 잘못된 것입니다.” "우리는 위의 고려 사항을 다음과 같이 공식화할 수 있습니다. 열역학에 의해 금지된 모든 변화는 실제로 발생하지 않지만, 열역학이 어떤 변화를 허용한다면 그 변화도 발생하지 않을 수도 있습니다."2 우리가 살펴본 바와 같이, 자유 에너지로 인해 예상되는 평형에 반대되는 일을 생성하는 것이 생명체의 특징입니다. 따라서 우리는 열역학 법칙에 대한 모순이 아니라 다른 법칙과 모순되는 문제를 다루고 있습니다. 다른 것들은 열역학에 의해 허용되는 것이 자연적으로 발생하지 않는다는 사실로 구성됩니다. 더 나아가 생명체의 일반 이론에 관한 장에서 우리는 생명체에서 궁극적으로 이전 예에서 주어진 것과 같은 조잡하고 거시적인 메커니즘과 구조가 아니라 분자 자체와 분자의 비평형 구조를 다루고 있음을 알게 될 것입니다. 이 분자 구조를 뒷받침하는 작업으로. 연쇄 반응이 있는 경우 시스템의 자유 에너지가 부분적으로 시스템 자체의 일부 구조를 변경하고 분자를 활성화하는 작업을 생성하며 물리 및 화학, 특히 열역학의 법칙과 개념도 충분하지 않습니다. , 이러한 과정의 화학적 역학 법칙을 연구합니다. "여기서 문제는 원래 물질의 새로운 동적 특성, 즉 특정 변환 중에 물질이 나타내는 특성을 찾는 것입니다." “우리는 화학 역학 이론의 구성이 지금까지 주로 정적 또는 최선의 시나리오평형 시스템"3.
따라서 이미 화학 역학에서 연쇄 반응의 형성과 관련하여 평형 상태에 적응된 열역학만으로는 충분하지 않다면 작업이 평형에 반대되고 결과적으로 시스템의 바로 그 부분에 반대되는 것이 분명합니다.
1 N. N. Semenov, 연쇄 반응, 37페이지, Goskhimtekhizdat, L-d, 1934.
2 Semenov, 같은 책, 33쪽.
3 Semenov, 같은 책, pp. 12 - 13
생명체 시스템의 경우와 마찬가지로 기본 속성과 일반적인 패턴으로 나타나는데, 거기에서 우리는 더 이상 오래된 개념에 대한 수정의 도움으로 표현할 수 없는 다른 새로운 패턴 앞에 서 있습니다. 패턴.
우리의 마지막 요구 사항에서 우리는 살아있는 시스템의 작업이 주어진 환경과 시스템의 주어진 초기 상태에서 발생했어야 하는 평형에 반대되는 모든 환경에서 지시된다고 말했습니다.
따라서 마지막 예에서 우리는 자유 에너지를 일로 변환하여 시스템의 효율성을 높이는 시스템을 제시했습니다.
그렇다면 이 시스템은 우리가 생명체 시스템에 대해 설정한 요구 사항을 충족합니까? 아니, 그것과는 거리가 멀다! 첫째, 시스템은 주어진 대기압에서 방출된 열을 일로 변환할 수 있지만 변화된 환경(예: 감소된 대기압)에서는 유사한 작업을 생성할 수 없는 방식으로만 설계되었습니다. 그러면 피스톤 K는 작동하지 않습니다. 하강 가능, 반응이 법칙을 따르기 때문에 질량의 작용이 더 일찍 중단되고 생성된 열이 피스톤 K를 플레이트로 올리기에 충분하지 않으며 전체 장치가 쓸모 없게 됩니다. 이 환경에서는 예상되는 균형에 반하는 작업이 수행되지 않습니다. 이는 반응열로 인해 시스템의 조건을 변경하는 작업이 수행된 경우에만 가능합니다. 말하자면 시스템은 감소된 외부 압력에 더 이상 적응할 수 없습니다. 또는 - 위의 자극 정의에 따르면 흥분을 유발하는 환경 상태의 변화, 즉 환경의 변화와 시스템의 초기 상태에 따라 예상했던 대로 발생하지 않는 효과 - 특정 시스템의 경우 외부 압력의 감소는 어떠한 자극도 나타내지 않습니다.
세 번째 요구 사항은 모든 환경에서 평형에 반대되는 작업이 가능하다는 것입니다. 그러나 이것은 문제의 한 측면일 뿐이다. 우리는 어떤 환경에서나 일어날 수 있는 평형뿐만 아니라 이 환경과 시스템의 초기 상태에 의해 결정되는 평형에 대해서도 작업할 것을 요구했습니다.
우리가 예시로 제시한 설계에는 시스템의 개별 단계 상태 값과 환경 상태 값뿐만 아니라 모든 조건을 갖춘 시스템의 초기 조건도 제공됩니다. 경계 표면의 관계 및 조건(경계 조건). 이러한 초기 상태와 일정한 환경에서 무게를 피스톤 K로 전달한 후 발생하는 평형이 정확히 발생해야 합니다. 이 경우 열이 이 마지막 평형에 대한 일로 변환되는 경우에만 우리의 요구 사항이 충족됩니다. 이는 시스템 조건을 변경하기 위해 프로세스 자체 중에 작업이 적용되는 경우에만 가능합니다.
우리는 세 번째 요구 사항을 충족하기 위한 필수 조건은 시스템의 작업을 사용하여 시스템의 조건을 변경하는 것입니다. 즉, 구조를 변경하고 시스템에 잠재적인 차이를 생성하는 것뿐 아니라 외부 작업을 수행하는 것입니다. 일하다. 이 예에서 피스톤으로 무게를 올리는 것도 잠재적인 차이를 생성하지만 시스템 구조를 변경하는 것이 아니라 환경에 대한 작업을 수행함으로써 발생합니다. 외부 작업의 형태로. 두 개의 피스톤은 여기에서 순전히 외부적으로 연결됩니다. 이제 설계가 살아있는 시스템에 적용되는 요구 사항을 충족하기 위해 마지막 예에서 어떤 일이 발생해야 하는지 살펴보겠습니다.
첫째, 일정한 환경에서 시스템의 조건은 위에서 설명한 주어진 초기 조건에서 예상했던 평형이 발생하지 않는 방식으로 변경되어야 합니다. 즉, 이 예에서 무게가 피스톤 K에 떨어진 후 평형이 발생하지 않도록 하려면 이 경우 방출된 화학 반응의 열을 작업에 사용해야 하며, 이는 시스템의 조건을 변경하여 시스템은 계속 작동됩니다.
물론 이는 다양한 방식으로 상상할 수 있습니다. 즉, 이러한 반응열로 인해 시스템의 조건이 변경되어 산소 부분압이 증가하거나 반응 생성물의 농도가 감소해야 한다는 것입니다. 첫 번째는 산화열로 인해 시스템의 조건을 변경하여 가스의 추가 압축이 발생하는 경우에만 달성될 수 있습니다. 예를 들어 벽이 탄성인 경우 탄성을 변경합니다. 두 번째는 시스템 조건의 변화로 인한 산화열이 반응 생성물의 확산 또는 전류를 유발하는 경우에만 발생할 수 있으며, 이는 또한 작업, 즉 전위차, 농도 압력 차이 또는 정수압의 생성을 필요로 합니다. 체계.
이제 폐를 통해 호흡하는 사람이나 동물의 살아있는 유기체를 고려하면, 알려진 바와 같이 주요 에너지 원은 공기 산소의 산화 에너지이며 이러한 산화 과정은 주로 액체 매질에서 발생합니다. , 콜로이드 수용액에서는 위에서 설명한 대로 위의 요구 사항이 정확히 충족된다는 것을 알 수 있습니다. 피스톤 위의 공기 공간은 여기서 폐의 공기 공간에 해당하고, 실린더 벽은 가슴에 해당하며, 액체 반응 혼합물은 신체 조직에 해당합니다. 그리고 우리는 산화 에너지의 일부가 일로 변환되어 실린더 벽의 탄성이나 장력이 변경된다는 것을 알고 있습니다. 가슴 근육 - 이것은 호흡 작업입니다. 산화 에너지의 또 다른 부분은 반응 생성물의 흐름을 생성하는 데 사용됩니다. 이는 심장의 작업이고, 에너지의 일부는 시스템에 농도 차이를 만들어 반응 생성물을 제거하는 데 사용됩니다. 이는 신장의 작업입니다. 따라서 이러한 모든 적응은 폐를 통해 호흡하는 동물 유기체에서 우리가 설정한 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다. 시스템의 자유 에너지를 사용하여 작업을 생성하고 시스템의 조건을 변경하여 효율적으로 유지합니다. 따라서 기존 외부 조건에서는 평형에 도달하지 못했습니다. 하등 동물 유기체(단세포 유기체)와 식물에서는 완전히 다른 메커니즘과 완전히 다른 방식을 통해 동일한 요구 사항이 충족됩니다. 그러나 이들 유기체는 환경이 변할 때 예상되는 평형 상태에 반하여 이러한 작업을 수행할 수 있는 적응 능력도 갖추고 있습니다. 이전 예를 통해 우리는 동물이 산소압이 감소하면 더 강렬하게 호흡한다는 것을 알고 있습니다. 즉, 가슴의 탄력성에 차이를 만드는 작업이 더 강해집니다. 정수압 차이를 생성하는 경우에도 마찬가지입니다. 심장 기능 등을 저하시키므로 산화 강도는 환경의 산소 압력과 크게 무관합니다. 단세포 동물도 환경이 변할 때 평형에 반하는 작업을 수행할 수 있는 적응 능력을 갖고 있다는 사실은 이들이 산소 압력으로부터 산화 강도에 대해 유사한 폭넓은 독립성을 갖고 있다는 사실에서 비롯됩니다. 그러나 우리는 또한 이러한 모든 적응이 다음과 같은 직접적인 변환으로 구성되지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 외부 작업, 그러나 이 구조의 작동성을 유지한다는 의미에서 시스템을 구성하는 부품의 구조를 변경하는 작업이 필요한 전제 조건입니다.
위의 설명과 예를 통해 첫 번째 요구 사항은 대략적으로 달리는 기계의 특성에 대한 요구 사항에 해당하고 두 번째 요구 사항은 과민성과 흥분성에 해당하며 세 번째 요구 사항은 일반적으로 다음과 같이 지정되는 생명체의 특성에 해당합니다. 적응성, 편의성, 규제, 완전성 등이 생명체의 특징으로 간주됩니다.
반면에 우리는 두 번째 요구 사항이 첫 번째 요구 사항의 충족, 세 번째 요구 사항 - 두 번째 요구 사항의 충족을 전제로 한다는 것을 알았습니다. 왜냐하면 평형 상태에 있지 않은 시스템만 있기 때문에 외부 조건을 변경하지 않고도 자유 에너지가 감소할 수 있는 시스템이기 때문입니다. , 초기 조건의 결과로 예상되는 외부 영향의 효과를 변경하는 작업을 수행할 수 있으므로 흥분됩니다. 그리고 이러한 의미에서만 흥분성 시스템은 항상 균형에 반대되는 작업을 수행할 수 있으며 따라서 세 번째 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 그러나 이는 세 번째 요구 사항이 모든 결과를 고려하고 그 의미를 완전히 이해한다면 세 가지 요구 사항을 모두 포함한다는 의미입니다.
이제 우리는 다시 질문해야 합니다. 실제로 세 번째 요구 사항을 충족하는 물질 시스템을 살아있는 시스템으로 지정합니까, 아니면 세 번째 요구 사항을 충족하지만 여전히 살아있는 시스템으로 지정하지 않는 시스템이 있습니까?
이론적으로 이러한 요구 사항을 충족하고 우리가 여전히 생명체로 지정하지 않는 시스템의 존재가 가능하다는 것은 분명합니다. 반면에, 현존하는 모든 생명체가 세 번째 요건을 충족하는지 여부를 확인할 수는 없습니다. 그러나 우리는 모든 생명체가 이 세 번째 요구 사항을 충족하고 그럼에도 불구하고 우리의 요구 사항을 충족하는 무생물 시스템의 이론적 가능성이 근본적으로 배제된다는 가정을 바탕으로 생물학적 연구를 수행할 수 있습니다. 그런 다음 우리는 다음과 같은 보편적인 생물학 법칙을 받게 됩니다. “모든 생명체는 결코 평형 상태에 있지 않으며 자유 에너지로 인해 기존 외부 조건에서 물리 및 화학 법칙에서 요구하는 평형에 반하는 작업을 지속적으로 수행합니다. ”
이 법칙을 유효한 것으로 받아들인 후에는 개별 사례에 적용할 수 있습니다. 모든 생명체의 모든 생명 현상에 대해, 그리고 그 정확성을 바탕으로 우리는 문제의 생명 현상이 실제로 이 법칙의 특별한 경우를 나타내며 이에 모순되지 않는다는 것을 나타낼 수 있습니다. 이러한 일반법칙은 정확하고 개별 사례에서 사실과 모순되지 않는 올바른 결론으로 이어지기 때문에 항상 모든 연구의 선두에 놓이기 때문에 원칙이라고 합니다. 예를 들어, 그들은 "D'Alembert의 원리", "Hamilton의 원리", "관성의 원리" 등을 말합니다. 역학에서는 "에너지 보존의 원리" - 열역학 등에서
우리는 이 원리를 생명체의 “안정적 불균형의 원리”로 지정하겠습니다. 이 명칭은 열역학의 관점에서 생명체의 원리와 특징의 의미를 명확하게 표현합니다. 안정적인 평형이 교란된 후에는 항상 다시 발생한다는 사실이 특징인 것처럼, 생명체에서도 비평형 상태는 지속적으로 보존되며 안정성의 모든 징후를 갖습니다. 우리의 원칙은 또한 비평형 상태가 안정성의 징후를 갖는 단일 무생물 시스템을 모르기 때문에 생물 시스템의 특징적인 특성을 간략한 형태로 표현합니다.
우리가 공식화한 원리는 생명체의 일반적인 행동과 생명체에서 일어나는 과정의 방향에 대해서만 이야기합니다. 그러나 정량적 특성은 포함되어 있지 않습니다. 그러므로 정량적 표현이 가능하도록 추가적으로 보완해야 한다. 우리는 살아있는 시스템이 항상 모든 자유 에너지를 예상 평형에 반대되는 일로 변환한다고 주장합니다. 이 표현은 정량적이며 그 정확성은 측정을 통해 실험적으로 검증될 수 있습니다.
물론 양적 원리는 공식으로 표현되어야 한다. 이에 앞서, 이 양적 표현의 의미를 어느 정도 명확히 하고 싶습니다. 우선, 이 표현에서 생명체는 평형에 반대되는 작업 외에는 다른 작업을 전혀 수행하지 않는다는 결론이 나옵니다. 사실, 만약 그녀가 이 일을 위해 그녀의 모든 자유 에너지를 사용한다면, 그녀는 더 이상 다른 일을 할 수 없습니다. 예상되는 평형에 반대되는 작업을 지정하거나 앞서 살펴본 바와 같이 시스템의 잠재적 차이를 재현하여 효율성을 보존하고 규제 활동으로 이어지는 작업을 지정하면 정량적 원리에서 다음이 따릅니다. 조절하는 필수 활동만 있거나 모든 생활 활동이 조절된다는 것입니다. 그런 다음 정량적 원리에 따르면 특정 일정한 조건에서 생명체를 분리하여 외부 영향, 즉 에너지 유입을 허용하지 않으면 생명체도 평형을 이루더라도 균등화됩니다. 모든 잠재적인 차이는 일정한 시스템 조건에서 달리는 자동차처럼 진행되지 않습니다. 그렇지 않으면 시스템의 모든 자유 에너지가 레벨링 속도를 늦추는 데 사용됩니다. 정량적 표현의 두 번째 결과는 공식으로 표현될 수 있으며 직접적인 실험 테스트에 접근할 수 있습니다.
이제 우리는 이 공식을 기본적인 방식으로 제공하려고 시도할 것입니다. 등온적으로 닫힌 시스템, 즉 벽이 열을 투과할 수 있고 프로세스가 너무 느리게 진행되어 온도가 거의 일정하다고 간주될 수 있는 시스템이 있다고 상상해 봅시다. 열역학 제2법칙에 따르면 이 경우 첫째로 평형이 확실히 일어날 것입니다. 이는 이러한 시스템이 작업을 끝없이 수행할 수 없음을 의미합니다. 이는 열로 인해 외부 작업을 지속적으로 수행하는 시스템을 구축하는 것이 불가능하다는 두 번째 원칙과 모순되기 때문입니다. 이러한 상황에서 시스템에서 추출할 수 있는 최대 일은 시스템의 자유 에너지의 척도이며, 제2법칙에 따르면 시스템의 주어진 조건에서 자유 에너지가 다음과 같은 상태에서 평형이 발생합니다. 따라서 자유에너지가 최소인 상태에서는 더 이상 감소할 수 없습니다. 따라서 우리의 원리는 등온적으로 닫힌 생명체 시스템의 경우 시스템의 전체 자유 에너지가 일로 변환되어 시스템 조건에 이러한 변화를 가져오며 이 최소값은 상대적일 뿐만 아니라 절대적으로 가능한 가장 작은 값을 취한다는 것을 보여줍니다. .
따라서 평형이 시작될 때 등온적으로 닫힌 생명체 시스템의 자유 에너지는 무생물 시스템의 자유 에너지보다 작을 것입니다. 그러나 처음에는 절대값으로 표현된 전위차의 합은 동일할 것입니다. 이러한 조건에서 평형이 시작될 때 생물계와 무생물계 사이의 자유 에너지의 차이는 전체 균등화 과정 동안 생물계의 일이 무생물계의 일을 초과한 양과 정확히 같습니다.
따라서 평형 상태에 있는 생명체의 자유 에너지를 전위차의 합인 F로 표시하고 그렇지 않으면 압력 차이, 농도 차이, 전위차 등과 같은 작업 요소를 X로 표시하면 다음으로 인한 변화가 나타납니다. 이러한 요소-Dx 및 이러한 변경이 발생한 시간을 통해 At를 통해 동일한 수량을 표시하지만 무생물 시스템의 경우 동일한 문자를 사용하지만 아이콘을 추가하면 다음 공식을 얻습니다. ...)
이 경우 오른쪽의 합산은 평준화 과정을 시간 간격으로 나누고 각 시간 간격에 대해 순차적으로 해당 작업 요소 X와 발생한 작업 요소의 속도로 이해해야합니다
변화 - 서로 곱하고 시간을 곱하고 이를 순차적으로 합산합니다.
공장. 따라서 우리는 무생물 체계와 생명체 모두에 대해 정렬 과정 동안 이들이 수행한 전체 작업을 얻습니다. 그러면 그 차이는 균등화에 반대되는 생명체의 작업을 제공합니다. 이 차이는 자유 에너지의 차이와 동일해야 하며, 이는 우리의 정량적 원리가 보여주는 바로 그 것, 즉 총 자유 에너지가 평형에 반대되는 일로 변한다는 것입니다. 일의 요소는 매 순간 분명히 변하기 때문에 유한한 시간 간격 At를 취함으로써 일을 표현하는 대략적인 값만 얻을 수 있습니다. 시간 간격은 점점 더 작아져야 하며, 시간 간격을 계속 줄이면 얻을 수 있는 한계 금액이 실제 작업량이 될 것입니다. 이 제한 수는 수학에서 소위 적분 기호로 표시되며, 고등 수학 언어로 원리의 정확한 공식화는 다음과 같습니다. (...)
이것이 생물학의 정량적 원리를 수학적 공식화한 것입니다.
공식을 더 자세히 살펴보면 두 적분 값의 차이, 그렇지 않으면 합계 값이 시스템의 조건 또는 역학의 언어로 표현된다는 사실에 기초한다는 것을 알 수 있습니다. , 강제 또는 시스템 힘 자체는 무생물 시스템의 기능과 달리 살아있는 시스템에서 시간의 다른 기능을 나타내며 정확하게 정렬을 방해하는 힘이라는 사실 때문입니다. 시간의 함수인 강제력은 균등화 과정에 반대되는 작업을 수행하며, 이 작업의 원천은 생명체 자체에 있습니다. 따라서 결국에는 자유 에너지가 적어야 하며 정확하게는 잘 했어정렬 중에 수행되는 시스템의 힘. 결국, 실제로는 예상한 대로 구조물의 상태를 유지하는 데 필요한 작업으로 귀결됩니다.
두 가지 작은 예가 이를 우리에게 설명할 것입니다. 즉, 시스템의 힘의 작용, 즉 시스템의 조건을 표현하는 적분 표현의 차이입니다. 시간에 따라 구조의 조건을 변경하는 데 필요한 작업은 생명체에서 x가 (...)의 다른 기능이 될 것을 요구합니다.
여기서 R은 저항을 의미합니다. 저것들. 비율은 재료의 전도성을 나타냅니다.
일반적으로 무생물 시스템의 정렬 과정은 구조의 즉각적인 특성에 의해 결정되는 반면, 생물 시스템의 경우 상황은 다르다고 말할 수 있습니다. 왜냐하면 구조 자체의 특성은 정렬 과정 중에 변경되기 때문입니다. 다른 한편으로, 추가 예에서 볼 수 있듯이 정렬 프로세스 자체의 원동력, 즉 작업 요소(x)는 레벨링 속도에 대해 서로 다른 의존성을 보여줍니다. 전자는 레벨링 중에 다시 형성될 수 있으므로 감소합니다. 반면에 정렬 속도는 특정 구조적 특징에 따라 달라지는 무생물 시스템의 경우와는 작업 요소와 다르게 관련됩니다. 주요 차이점은 첫째, 이러한 서로 다른 의존성은 항상 정렬에 반대되기 때문에 생명체 시스템의 특징이며, 둘째, 이러한 의존성을 변경하는 데 필요한 작업의 경우 사실상 모든 자유 에너지라는 것입니다.
동적 평형과 르샤틀리에의 원리, 생명체 구조의 중요성과의 관계
이전 장에서 우리는 전체 설명의 기초가 되는 질적 및 양적 원칙의 내용을 자세히 조사했습니다. 물론 이 상세한 설명은 원리의 정확한 물리적 의미를 이해하고 익숙해지기 위해 필요했습니다. 이 원리와 그 적용에 대한 추가 증거는 그 생물학적 의미와 물리적 의미를 훨씬 더 명확하게 보여줄 것입니다. 증명과 적용으로 넘어가기 전에, 우리가 특성화한 시스템이 소위 "동적 평형"과 어떤 관계에 있는지, 그리고 우리의 원리와 소위 르 샤틀리에의 원리 사이에 어떤 관계가 존재하는지 이해하는 것도 중요합니다. 이 두 가지 점에서 큰 오해가 있습니다. 이것과 밀접하게 관련된 것은 생명체 구조의 중요성에 대한 질문입니다.
파라그메타 책의 끝

이론 생물학은 살아있는 유기체의 존재 기원에 대한 일반 법칙을 설명합니다. 그녀는 인생에 관해 가장 대담한 질문을 던지고, 그에 대한 답을 찾고, 화학, 물리학, 생물학, 경제 및 사회 과학 간의 유사점을 찾아낼 수 있는 흔치 않은 권리를 가지고 있습니다. 그러나 러시아에서 이 과학 분야가 탄생하자마자 금지되었고 치명적이 되었습니다. T&P는 우리나라 이론생물학 발전의 역사를 말해주고 현대적인 과제를 나열하고 있습니다.

77년 전, 이 자료의 모든 작성자(교정자부터 편집자까지)는 출판 후 즉시 체포되어 강제 수용소로 보내지거나 RSFSR 형법 58조에 따라 처형되었을 것입니다. "반혁명 활동", "문학의 배포, 생산 및 보관". 스탈린주의 시대 소련에서 에르빈 바우어의 『이론 생물학』은 위험한 책이었다. 1938년 그 저자가 그의 아내와 함께 총살당했고, 그들의 어린 자녀들은 분리되어 NKVD 구금 센터로 보내진 다음 특별 고아원으로 보내졌기 때문이다. 그리고 논문의 전체 유형은 거의 완전히 파괴되었습니다. 그 사본은 일부 대형 도서관과 처형된 작가의 책을 보관하는 것을 두려워하지 않는 무모한 사람들 사이에서만 보존되었습니다.

얼핏 보면 이론생물학의 내용 자체가 이 비극의 주요 원인으로 간주되지 않는 것 같습니다. 연구자들에 따르면 바우어 부부는 제3 인터내셔널의 구성원일 가능성이 있는 헝가리 공산주의자로 체포되었습니다. 그 가족은 1937년부터 1938년까지 소련에서 계속된 잔인한 대량 체포와 살인 캠페인인 소위 대테러의 희생자가 되었습니다.

그러다가 국제 역사 및 교육 '기념관'에 따르면 170만명이 정치적 혐의로 체포됐다.

어윈 바우어의 원리: 시너지 효과의 기초

1937~1938년에 에르빈 바우어의 이론 생물학 자체는 소련에서 일어나고 있는 정치적 과정에 거의 위험할 수 없었습니다. 그럼에도 불구하고 과학 발전에 혁명적으로 유용한 것으로 판명되었지만 그것을 만들 때 과학자는 자신의 견해에 부분적으로 착각했습니다. 당시 자연과학 분야에서는 각각의 자연 현상이 특수한 물질에 해당하거나 심지어 자연 현상 자체도 결과일 뿐이라는 믿음이 지배적이었습니다. 물리적 특성유사한 물질. 많은 동료들과 마찬가지로 어윈 바우어(Erwin Bauer)는 생명에 대해서도 같은 말을 할 수 있다고 가정하고 "생물체"가 이에 상응해야 한다고 결론지었습니다.

20세기 초 생물학자들은 이 물질을 생명체의 세포에서 발견되는 젤리 같은 덩어리인 "원형질"로 간주했습니다. 그녀는 어디에서나 똑같아 보였습니다. 이는 그녀가 "생명"이라는 재산을 갖고 싶어하는 소유자가 될 수 있음을 의미합니다. "원형질"은 다음과 같은 경우 응고됩니다. 고온, 우유, 혈액 및 새 알의 단백질과 유사하므로 그 중심 구성 요소를 "단백질"이라고 부르며 "일반 단백질"과 혼동하지 않도록 노력했습니다.

Erwin Bauer는 20세기가 도래하면서 가장 발전된 이론 물리학 분야였기 때문에 "생물체"의 열역학적 특성을 탐구하고 싶었습니다. 그는 "생물체"의 분자가 자연적으로 불균형한 상태로 지속적으로 존재하므로 조직은 음식과 빛이 없으면 시들고 모양에 따라 번성한다고 가정했습니다.

Erwin Bauer가 공식화 한 안정적인 불균형의 원리는 다음과 같이 들립니다. “모든 생명체는 결코 평형 상태에 있지 않으며 자유 에너지로 인해 기존 외부 환경에서 물리 및 화학 법칙에 의해 요구되는 평형에 반하는 작업을 지속적으로 수행합니다. 정황." 이로부터 소련 생물학자는 생명체의 주요 특성이 신진 대사, 세포 분열, 생식 및 노화라고 결론지었습니다. 이는 열역학적 평형(즉, 휴식)의 원리와 모순되므로 생명체의 자체 운동은 이를 위반하는 것처럼 보입니다.

Ilya Prigogine의 증거: 생명체의 자기 조직화

안정적인 불균형의 존재는 1947년 러시아 출신의 벨기에 물리학자이자 물리화학자인 Ilya Prigogine에 의해 입증되었습니다. 1977년에 그는 열역학 분야의 연구로 노벨 화학상을 받았습니다. Prigogine의 작업 중에는 개방형 시스템의 자기 조직화에 관한 작업이 있었는데, 이는 과학의 새로운 학제간 방향인 시너지 효과의 기초를 형성했습니다. 그녀의 관심은 자기 조직화의 고유한 원리에 기초하여 발생하는 복잡한 비평형 시스템(물리적, 화학적, 생물학적, 환경적, 사회적 및 기타)의 현상과 과정의 일반적인 패턴에 있습니다.

생명체 시스템은 실제로 열려 있습니다(다음의 영향을 받습니다). 환경) 평형과는 거리가 멀다. 모든 살아있는 유기체는 정기적으로 에너지(식물의 경우 햇빛)와 영양분(동물의 경우 음식)을 받고 이를 사용하여 기능을 유지하며 다른 시스템에서 사용할 수 있는 폐기물을 생성합니다.

생명체는 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있습니다. 예를 들어, 굶주린 단세포 아메바는 먹이를 찾아 단일 단위로 움직이는 다세포 "몸체"로 모일 수 있습니다. 동시에 아메바는 두 가지 유형으로 나뉩니다. 일부는 일종의 줄기를 형성하고 다른 일부는 포자가 익는 자실체를 형성합니다. 이 포자는 흩어지고, 조건이 좋으면 새로운 아메바가 탄생합니다. 개방형 시스템(단세포 아메바)이 영양분 부족에 반응하면 많은 개별 세포의 조화로운 행동을 통해 새로운 수준의 조직이 출현하게 됩니다. 이 원리가 훨씬 더 복잡한 유기체의 경우에도 관찰된다는 점은 언급할 필요가 없을 것입니다. 여기에는 굶주림과 재난으로 인해 혁명과 기타 공동의 대중 행동을 촉발하는 사람들이 포함됩니다.

가장 대담한 질문: 오늘날 이론생물학은 무엇을 하고 있습니까?

오늘날 이론 생물학은 어떤 식으로든 생물학적 과정과 관련된 모든 이론적 관점을 다루며 생명체의 존재, 이동 및 발달에 대한 일반적인 법칙을 설명합니다. 이 학문의 초점은 세포 생물학, 발생 생물학, 생태학, 면역학, 전염병 연구, 수학적 모델링 및 통계, 다양한 의학 분야, 식물 병리학, 미생물학, 분자 생물학, 생화학 및 심리학입니다.

철학의 경계에 있는 대담하고 근본적인 질문에 대한 답을 찾는 것은 이론 생물학의 직접적인 책임입니다. 생명체는 어떻게 나타나며 어떻게 진화했는가? 사람들은 왜 그렇게 보일까요? 지구상의 생명체 시스템의 복잡성과 다양성을 설명하는 것은 무엇입니까? 지상 생활은 독특합니까?

생물학적 용어의 정확한 정의와 형식적 도구를 사용한 인지 과정의 설명 역시 이론 생물학의 주요 임무 중 하나입니다. 본질적으로 이 과학 분야는 학제간입니다. 특수성과 일반성 사이를 오가며 다른 분야의 빅 아이디어를 흡수하고 이를 정량적 설명과 정제를 통해 발전시킵니다. 따라서 이론 생물학은 점차적으로 조직화된 시스템의 대규모 구조 과학으로 변모하고 있으며, 이는 물리화학적, 생물학적, 경제 및 사회 시스템 간의 유사점을 찾고 유사점을 찾을 수 있는 드물고 귀중한 권리를 가지고 있습니다. 아마도 미래에는 창조론자와 다윈주의자, UFO학자와 인류 원리 지지자 및 기타 논쟁자들 사이의 오랜 갈등을 해결하는 중재자가 될 사람은 바로 그녀일 것입니다. 결국, 지난 150년 동안 과학이 이룬 엄청난 도약에도 불구하고 우리는 아직 우리 주변 세계의 가장 매혹적인 미스터리를 대부분 풀지 못했습니다.

삶이 란 무엇인가? 동물은 어떻게 인간이 되었나요? 이런 일이 다시 일어날 수 있을까요? 여기, 다른 종과 함께, 아니면 다른 지구에서?

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