Часть I - http://www.proza.ru/2019/04/07/1707
Часть II - http://www.proza.ru/2019/04/09/166
Часть III - http://www.proza.ru/2019/04/14/137
Часть IV - http://www.proza.ru/2019/04/15/786
Поражает невеждество по ряду принципиальных вопросов миропонимания, демонстрируемое в течение многих десятилетий, в разрешении которых участвуют крупнейшие научные авторитеты, в то время как проблемы эти легко решаются на уровне школьного знания. Читатель, конечно же, не поверит мне, что в фундаментальной науке существует такого качества невеждество. Но я всё это постараюсь ниже в предельно популярной форме продемонстрировать. Предыдущий текст следует рассматривать в качестве лёгкой прогулки по теме "Невеждество" для того, чтобы заинтересовать читателя. Теперь, после лёгкой прогулки я приступаю к делу. Специально для тех, кто не потерял интерес к этой теме.
Для начала процитирую Википедию: "Роль и сложность формирования фундаментальных понятий и представлений, на которые опираются в дальнейшем теоретические и практические исследования всех наук, можно наблюдать на примере истории развития термодинамики, законы которой давно неотъемлемы для многих направлений естествознания. Одним из ключевых понятий термодинамики является энтропия. Если другие физические величины (давление, температура, скорость) достаточно просты для непосредственного восприятия, то величина энтропии (или, по Людвигу Больцману - "меры беспорядка в системе") определяется только математически".
Весьма уважаемый мною выдающийся учёный, лауреат нобелевской премии Эрвин Шредингер в предисловии к своей книге "Что такое жизнь" (1944 год) писал о том, что намерен объяснить и биологам, и физикам фундаментальную идею, лежащую на стыке биологии и физики, объяснить, как с помощью физики и химии понять события в пространстве и времени, происходящие в пределах живого организма? Сразу же уточню, что ни физика, ни химия, не говоря уже о математике, которая "гуляет сама по себе" в отрыве не только от живой, но и от неживой природы, никоим образом не объясняют природы функционирования живых существ. Природу живых существ объясняет лишь биология, которую до сих пор не удавалось однозначно номинировать и дифференцировать от физики и химии, понять, чем же она от них отличается.
Ниже я опишу несколько подобных попыток, по существу, весьма жалких и удивительных тем, что на самом деле для этих целей не было никакой нужды в высоком профессионализме. Это перечисление попыток понять этапы нагнетания огромных усилий к объяснению того, что можно было бы понять без особых усилий, нацелено вовсе не на то, чтобы продемонстрировать мои личные способности. Краткое нижеприведённое перечисление усилий, предпринятых за последние три четверти века с целью показать, в чём состоит уникальность биологии и отличие её от химии и физики, позволяет раскрыть и сформулировать фундаментальные механизмы возникновения невеждества в среде высокообразованных профессионалов.
До сих пор никому не удавалось объяснить, чем биология отличается от физики и химии, несмотря на то, что подобная возможность существует в течение последних восьми десятков лет после того, как в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке, а несколькими годами ранее была окончательно понята природа действия ферментов, как белковых катализаторов биохимических процессов. Биология отличается от физики и химии тем, что в космическом множестве одновременно протекающих в живых клетках химических реакций, энергия в виде АТФ подводится индивидуально к каждой реагирующей молекуле. Только это обстоятельство является единственной возможностью поддержания обмена веществ, без которого существование живого организма невозможно. Позже я объясню, в чём смысл этой энергии, что до сих пор совершенно непонятно, поскольку выражение "высокоэнергетические фосфатные группы" в АТФ и АДФ представляет собой полную бессмысленность с химической и физической точек зрения. К сожалению этой бессмысленностью все до сих пор удовлетворяются и она гуляет от школьных учебников до трудов нобелевских лауреатов.
Одновременное протекание нескольких параллельных реакций в колбе невозможно. Оно ведёт к образованию того, что принято называть смолой, неконтролируемому набору веществ. А в живой клетке одновременно протекают не несколько, а несколько сотен реакций. Это одновременное протекание огромного числа химических процессов лежит в основе того биологического феномена, который принято называть обменом веществ. Для реализации этой особенности биологических систем Природа "придумала" АТФ, ферменты и коферменты. В роли последних выступают, как правило, витамины, некоторые вещества неорганической природы. Если в организме человека одновременно присутствует пара десятков граммов АТФ, то в течение суток вне зависимости от рода человеческой активности синтезируется суммарное количество АТФ, близкое к весу человека. Количество синтезированного АТФ не падает, а даже возрастает, когда человек спит. Это колоссальное количество АТФ необходимо продуцировать постольку, поскольку АТФ поставляется к каждой реагирующей молекуле живого организма индивидуально.
Указанная особенность любого живого организма без какого-либо исключения абсолютно невыполнима ни при каких условиях в объектах неживой природы. В химических реакциях энергия поступает к реагирующим молекулам с помощью поддержания необходимой температуры. От температуры зависит скорость теплового движения молекул, их внутренняя энергия. Когда эта внутренняя энергия молекул достигает необходимого уровня, происходит химическое взаимодействие реагирующих веществ. Как правило, повышение температуры на 10 °C вызывает ускорение химической реакции приблизительно в 2 раза (т.н. правило Вант-Гоффа). Ускорение химических реакций возможно не только с помощью температуры, но и с помощью катализаторов, которые ускоряют протекание химических реакции путём преодоления молекулами необходимого активационного барьера на более низком энергетическом уровне за счёт образования комплексов с активными центрами катализаторов.
В живых организмах роль катализаторов выполняют ферменты, эффективность которых несравненно выше эффективности небелковых катализаторов. Если небелковые катализаторы ускоряют реакции в сотни и тысячи раз, то с помощью ферментов реакции в живых организмах ускоряются в миллионы и миллиарды раз. Каждая молекула фермента способна выполнять от нескольких тысяч до нескольких миллионов "операций" в секунду. Отличительной особенностью ферментов по сравнению с небелковыми катализаторами является их высокая специфичность. Этим и объясняется возможность одновременного протекания в живых клетках сотен биохимических реакций. Каждый фермент, свернутый в определённую структуру, ускоряет соответствующую химическую реакцию. Этим и объясняется возможность индивидуальной доставки энергии в виде АТФ к каждой реагирующей молекуле, что абсолютно невозможно в объектах неживой природы. К 2013 году было описано более 5000 разных ферментов.
Из вышеприведённых мною простых, общеизвестных фактов совершенно однозначно следует ложность заявлений о том что "из истории развития термодинамики вытекают законы, которой давно считаются неотъемлемы для многих направлений естествознания". Термодинамика давно стала "священной коровой" для физического и химического фундаментального знания, потому мысль о том, что к феномену под названием "биология" физико-химическая интерпретация термодинамики неприменима, не умещалась в головах ведущих учёных. На протяжении более полустолетия они пытались применить эти знания к объяснению особенностей поведения живых систем. Краткий очень важный обзор этих попыток я приведу ниже. Но, я думаю, что нет особой необходимости доказывать, что понятие энтропии, впервые введенное Клаузиусом в термодинамике в 1865 году, для определения меры необратимого рассеивания энергии к живым объектам неприменимо.
Второй, очень важный момент, который имеет здесь смысл подчеркнуть, это то, что ферменты, как и все остальные макромолекулы живых организмов, синтезируются также с участием индивидуальной доставки энергии к каждой реагирующей молекуле с помощью АТФ, что невозможно в любых неживых системах, описываемых законами физики и химии. Фенаменальным является тот факт, что поставка энергии к реагирующим молекулам с помощью АТФ осуществляется во всех живых организмах без исключения. Секрет этой всеобщности я раскрою ниже. Но, даже не особенно углубляясь в тему, можно сделать самим собой напрашивающийся вывод о том, что первичным фактором в возникновении жизни на Земле является молекула АТФ и её возможный предшественник, а не умные нуклеионовые кислоты, придуманные невеждами от биологии.
(Продолжение следует)