'Принцип неравновесности живой системы'

Родился 19 октября 1890 г. в г. Леч в Австро-Венгрии, (ныне г. Левице (слов. Levice) в Словакии), в семье Симона Бауэра, преподавателя французского и немецкого языков в реальном училище. Закончил медицинский факультет в Геттингене в Германии, где занимался гистологией и патологической анатомией. В 1914 г. сдал экзамен на врача и был мобилизован в австро-венгерскую армию. В 1915—1918 гг. работал в гарнизонной больнице. Его первая жена — известная венгерская писательница Маргит Кафка и их маленький сын умерли в 1918 г. от гриппа. Увлекшись социалистическими идеями, Б. стал коммунистом и принял участие в венгерской революции 1919 г. После ее подавления осенью 1919 г. вместе со второй женой Стефанией Сциллард эмигрирует в Вену, затем в Геттинген. В 1921 г. они приезжают в Прагу, где Б. становится ассистентом проф. Ружчки в отделе общей биологии и экспериментальной морфологии Карлова университета.

В 1925 г. по приглашению директора Института профессиональных заболеваний им. Обуха в Москве Б. переселяется в СССР и работает в лаборатории общей биологии. В 1931 г. организует лабораторию общей биологии во вновь созданном Биологическом институте им. К. А. Тимирязева. В 1934 г. переехал с семьей в Ленинград, куда был приглашен во вновь созданный Всесоюзный институт экспериментальной медицины (ВИЭМ) для организации отдела общей биологии с лабораториями: общей биологии, раковой, обмена веществ, биологической и физической химии, электробиологической, биофизической. Под эгидой ВИЭМ был издан главный труд Б. «Теоретическая биология». В 1937 г. Б. и его жена были арестованы и исчезли в ГУЛАГе, а их дети, малолетние сыновья Михаил и Карл, были отданы в детские дома.

Б. не занимался специально вопросами пространства и времени, но его конкретные исследования проблем теоретической биологии напрямую связаны с ними и дают для них важные наведения. В своей главной книге Б. сформулировал принцип устойчивого неравновесия живых систем: «Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях». (Теоретическая биология, с. 43). Этот принцип служит для кардинального различения работающей живой системы и работающей механической системы или машины.

Неравновесие означает, утверждает Б., что все структуры живых клеток на молекулярном уровне заранее заряжены «лишней», избыточной по сравнению с такой же неживой молекулой энергией, что выражается в неравенстве потенциалов, в созданном химическом или электрическом градиенте, тогда как в неживой замкнутой системе любые градиенты распределяются в соответствие с правилом энтропии равномерно. Эту «лишнюю» энергию, существующую в неживых клетках на любом уровне, Б. называет «структурной энергией» и понимает как деформацию, неравновесие в строении живой молекулы.

Смысл принципа устойчивого неравновесия заключается в биофизических аспектах направления движения энергии в живых системах. Б. утверждает, что работа, производимая данной структурой живой клетки, выполняется только за счет неравновесия, а не за счет поступающей извне энергии, тогда как в машине работа выполняется напрямую от внешнего источника энергии. Организм употребляет поступающую извне энергию не на работу, а только на поддержание данных неравновесных структур. «Следовательно, для сохранения их, то есть условий системы, необходимо их постоянно возобновлять, то есть постоянно затрачивать работу. Таким образом, химическая энергия пищи потребляется в организме для создания свободной энергии структуры, для построения, возобновления, сохранения этой структуры, а не непосредственно превращается в работу». (Там же, с. 55). Требуемая же по функции данной структуры работа выполняется автоматически, за счет самопроизвольного выпрямления структурной деформации.

Таким образом, организм занимается только созданием неравновесности, или неравновесных молекулярных структур, а каждая данная функция выполняется за счет их стремления к равновесию.

В этом центральном теоретическом построении Б. заложена возможность отыскания некоторого биологического ритма, неразрывно связанного с пространственным строением живых клеток. Неравновесное строение живой материи не остается косным и постоянным, оно ритмически заряжается и спонтанно разряжается в соответствие с выполняемой функцией. Б. приводит эмпирические данные, которые он смог выявить, для характеристики или оценки продолжительности зарядки, которая не бывает мгновенной, как не бывает мгновенной и релаксации живой молекулы, которая наступает независимо от того, совершена работа или нет. Это время пребывания молекулы в заряженном состоянии и может считаться показателем биологического ритма, а также основным процессом, поскольку выявлен на биофизическом уровне и, возможно, является общим для любых структур в организме любого эволюционного уровня. Обобщая исследования того времени, Б. приходит к выводу, что в свободном, несвязном состоянии, вне организма, выравнивание потенциала заряженной молекулы происходит за 10-8 — 10-7 сек. «Если же молекулы ассоциированы или тем более включены в решетку кристалла, так что уже нельзя говорить об отдельных молекулах, то выравнивание возбужденного деформированного состояния будет длиться значительно дольше.» (Там же, с. 191—192). Насколько именно дольше, таких данных в поле зрения Б. нет, поэтому осталось только самое общее предположение. Эти данные появились уже после смерти Б. в работах других ученых.

Таким образом эти конкретные наблюдения Б., вытекающие из его принципа неравновесности живой системы, дают исследователям биологического времени и другим теоретикам основания для дальнейших работы в данном направлении.

Лучшие дня

Георгий Ярцев. Биография Посетило:11258

Михаил Трухин. Биография Посетило:8672

Веселый герой с печальным взглядом Посетило:6680

Лучшие недели

Зоя Зарубина — человек-легенда Посетило:24655

«Король русского шансона» Посетило:17910

В плену иллюзий Посетило:31076