Непознанное и невероятное: энциклопедия чудесного и непознанного - Кандыба Виктор Михайлович - Страница 37

Можно философски и математически идти еще глубже в анализе учения о симметрии, но для нашей задачи, оставаясь в эмпирическом мире натуралиста, это широкое и чисто реальное понимание симметрии достаточно.

Явления симметрии обратили на себя в общем должное внимание физиков только в XX столетии, когда окончательно выяснилось огромное значение в области физических наук кристаллографии со всеми ее подразделениями. С кристаллографией в физику вошло и учение о симметрии. Оно даже в самых математических своих частях было разработано – очень полно и глубоко – минералогами, всегда прежде всего имевшими в виду свои проблемы – проблемы кристаллографии. Для физики их достижения, как это доказал Кюри, явно недостаточны.

Недостаточны они в современной форме и для явлений жизни, исторически давших начало самому понятию симметрии. Ибо оно впервые зародилось при работе художников над живыми объектами. Первую формулировку понятию симметрии древние эллины приписывали скульптору Пифагору из Региона, жившему более 2400 лет назад, в связи с задачей воспроизведения человеческого тела. И позже один из основоположников учения о симметрии в минералогии, оригинальный французский ученый А.Бравэ, исходил в своих работах из симметрии, проявляющейся в растениях, и создавал учение о симметрии, одновременно исходя из растений, минералов и многогранников.

Но в то самое время, когда изучение природных кристаллов в свете изучения о симметрии получило чрезвычайное развитие, применение симметрии к объектам жизни, из которых оно возникло, и к физическим явлениям было все время спорадическим и несвязанным. Это сказывается сейчас в постановке учения о симметрии в современной научной организации. Учение о симметрии обычно связано с преподаванием минералогии и близких наук и не занимает ни в физических, ни в биологических дисциплинах подобающего ему места. Это сказывается и в недостаточной точности тех представлений о симметрии, которые для кристаллографии и минералогии не имеют большого значения, в частности в том понятии диссимметрии, значение которой для биологии было отмечено Л.Пастером, а в физике П.Кюри.

Словом «диссимметрия» называют разные явления – иногда, как, например, в живых телах, происходящие одновременно, но по существу между собою не связанные. Одно из этих явлений связано с учением о симметрии, а другое совершенно с ним не связано, но может изучаться только на основе симметрии. Делая свое великое эмпирическое обобщение, Пастер одновременно констатировал в состоянии пространства живых организмов оба эти явления.

Изучая кристаллические формы органических соединений, находящихся в организмах или из них выделенных, Пастер заметил уменьшение их симметрии, появление левых и правых форм в тех случаях, когда рацемическое тело распадалось на свои правые и левые антиподы. Он назвал это явление диссимметрией, т.е. нарушением симметрии, так как по отношению к многогранникам рацемического соединения нарушение их симметрии выражалось закономерным выпадением правых или левых площадок многогранников. Он заметил, что получаемые этим путем многогранники лишены центра и плоскостей симметрии, между тем как исходные многогранники рацемических соединений, распадением которых получаются правые и левые антиподы, обладают и центром, и плоскостями симметрии. Одновременно он доказал, что, в то время как рацемические многогранники при растворении оптически инертны, их антиподы вращают в растворе свет, правые – вправо, левые – влево.

Оба эти явления он связал вместе, как явление диссимметрии, и так как ее проявление сохраняется в жидком состоянии, он назвал его молекулярной диссимметрией, ища объяснение явления в строении химической молекулы. (…)

Так как Пастер вообще не знал, что часть нарушений симметрии – его диссимметрия – в действительности может быть выведена из законов симметрии, он не отделял это проявление диссимметрии от других, им открытых, говорил о них вместе как об одном явлении; он, однако, заметил, что последнее явление исключительно связано с жизнью, тогда как первое может быть от нее независимым.

Принцип Кюри о том, что всякое явление, обладающее диссимметрией, должно происходить от причины, обладающей такой же диссимметрией, так широк, что он обнимает оба явления. Прежде чем перейти к изложению достижений Пастера, остановимся на вытекающем из диссимметрии характере пространства, его отличии от нашего пространства – пространства физики и геометрии. Именно это пространство мы будем, согласно открытию Пастера и согласно принципу Кюри, наблюдать всюду внутри организмов – внутри бактерии или внутри слона, например, – и некоторые свойства такого, скажем энантиоморфного, правого или левого, пространства должны проявляться в окружающей организм среде благодаря их жизни.

Отличие такого пространства от обычного может быть ярко выражено изучением физических свойств проводимых в нем векторов, т.е. напряжений. Я указывал уже, что явления жизни необратимы во времени, т.е. с ходом времени всегда идут в одном направлении, в одну сторону, не возвращаясь назад. Организм растет, стареет, в конце концов умирает. (…) Геометрически время такого процесса может быть выражено в виде вектора АВ, причем АВ (+) тождественно ВА (-). Время такого процесса лишено по крайней мере центра симметрии (иногда не правильно физики говорят о его асимметричности). Тогда как для процесса обратимого АВ = ВА оба вектора сейчас здесь идентичны.

Мы можем выразить это явление, называя первые векторы полярными, а вторые изотропными. Время в явлениях жизни геометрически выражается полярными векторами, а в множестве обычных физических явлений – изотропными. В новой физике пространство и время неотделимы, как неотделимы они и в реальном мире натуралиста. В этом смысле идеи Эйнштейна ближе к научным концепциям натуралиста, чем идеи Ньютона, в которых в силе тяготения время не проявляется.

Полярные векторы должны, следовательно, характеризовать и пространство, т.е. объем, занятый телом организма. Явления диссимметрии, характерные, по Пастеру, для этих тел, не только это подтверждают, но указывают, что эти полярные векторы должны быть к тому же энантиоморфными. В них направление АВ отлично от ВА, но одновременно в окружающей вектор среде движение вправо и движение влево вокруг вектора может быть фактически различно. Можно отличать правые и левые векторы в зависимости от того, распределяются ли предметы или движения по правой или левой винтовой линии по отношению к данному вектору. На одной линии между точками А и В различимы, таким образом, четыре вектора. Можно различить:

АВ (+) …, левый и правый.

ВА (-) …., левый и правый.

В случае если будут преобладать в данном пространстве одни какие-нибудь векторы – правые или левые, надо различать два разных пространства – левое и правое. Это то, что нашел Пастер для явлений жизни.

Можно и должно идти дальше. Существует основное положение в учении симметрии, которое указывает, что действительное строение пространства, где она проявляется, определяется наименьшей симметрией явлений, в нем наблюдаемых. Следовательно, в космическом пространстве, изучаемом физикой, не может быть центра симметрии, иначе не было бы в одном из ее явлений полярных векторов, но не может быть и плоской симметрии, иначе не было бы в другом явлении – в области жизни – энантиоморфных векторов.

Пространство – так же как и время – старой физики было изотропно: векторы в нем отвечали по своим свойствам простым линиям. Пространство новой физики – анизотропное. В нем могут быть в крайнем случае только оси симметрии. Возможно, что оно вполне асимметрично, т.е. в нем нет никаких элементов симметрии. Свойства его как целого не будут в таком случае предвидеться учением о симметрии: все векторы будут и полярны, и энантиоморфны, и различны по числовым величинам.

Изучение физико-химических свойств поля жизни дает в этом отношении самые точные и глубокие указания, каких не дает пока никакое другое физическое явление Космоса.

Обратимся теперь к состоянию пространства, охваченного жизнью, как это выявлено открытиями Пастера, до сих пор остающимися в этой области фундаментом наших знаний. Замечу, что в биологии существует огромное количество наблюдений, относящихся к той же области и подтверждающих обобщения Пастера, но эти наблюдения разбросаны, не систематизированы и Не охвачены синтезирующей мыслью. Я к этому еще вернусь, а теперь обратимся к открытию Пастера.