adminml

Petr Bajnar: Vznik a vývoj života z pohledu vědy a filozofie I.

Decrease Font Size Increase Font Size Text Size Print This Page

FOTO: Ráj, ilustrační foto

 

Petr Bajnar: Vznik a vývoj života z pohledu vědy a filozofie I.

„Jak vznikl život?“ je jednou ze základních otázek, které si zároveň kladou přírodní vědy, filozofie a náboženství.

V současnosti existují ve společnosti dva krajní pohledy na vznik života. Ten první vychází z doslovného výkladu Bible. Vesmír, život a člověk byl stvořen Bohem Stvořitelem v šesti dnech v podstatě v dnešní podobě. Vědečtí stoupenci tohoto názoru, kteří sami sebe označují jako vědečtí kreacionisté, jsou často vášnivými kritiky moderní evoluční teorie.

Na druhé straně stojí materialističtí evolucionisté. Neviditelnou boží ruku ve své představě nahradili neviditelnou rukou slepé náhody. Díky ní vznikl před 14 miliardami jakousi kvantovou fluktuací náš vesmír z fyzikálního vakua. Díky ní vznikla před 5 miliardami let planeta Země a díky ní na jejím povrchu nejdříve primitivní a později i velice složitý organický život.

Já osobně nejsem stoupencem ani jednoho z těchto krajních názorů. Jsem stoupencem koncepce, která chápe vznik života jako zákonitý proces. Nepopírá evoluci, ale zdůrazňuje její spirituální dimenzi. Evoluce není jen slepým procesem, ale má své jasné směřování a cíl, který není definován hmotně, ale jako určitý duchovní stav vnitřního uvědomění postupně se vyvíjející a zdokonalující bytosti. Nejznámější představitel tohoto proudu, francouzský vědec a křesťanský teolog Teihard de Chardin jej nazval symbolicky bodem omega, jako protipól bodu alfa symbolizujícím počátek procesu stvoření.

 

Nerovnovážná termodynamika

FOTO: Struktury na Saturnu

 

Při pohledu na živé organismy je zřejmé, že jsou složeny ze stejných základních prvků, jako jakákoliv anorganická hmota. Vyznačují se však výrazně větší složitostí a komplexitou než nejsložitější krystalicky uspořádaná neživá hmota.

Vědním oborem, který v současné době studuje jak se hmota ze stavu neuspořádanosti a chaosu organizuje do složitých struktur je od druhé poloviny 20.století Nerovnovážná termodynamika. Jejím zakladatelem je I.Prigogine,belgický vědec ruského původu, který za teorii samoorganizace systémů obdržel v roce 1977 Nobelovu cenu za chemii.

Nerovnovážná termodynamika studuje chování tzv. otevřených termodynamických systémů, které se vyznačují tím, že mezi nimi a jejich okolím neustále dochází k výměnám hmoty, energie a informací. Prigogine na základě řady experimentů prokázal, že v takových systémech vznikají zcela spontánně složité struktury organizované v prostoru i čase, které nazval disipativními strukturami.

Když se rozhlédneme kolem sebe a zvolíme si jakýkoliv přírodní systém, pak zjistíme, že každý z nich je systémem otevřeným. Od jednoduché buňky, přes libovolného živočicha a rostliny, ekosystému, planety Země zásobované sluneční energii až po nekonečný vesmír, který je stále napájen energii fyzikálního vakua z pohledu racionálně uvažujícího vědce, či z Boha- Podstaty z pohledu duchovního filozofa.

Příbuzným oborem nerovnovážné termodynamiky je již poměrně známá Teorie chaosu, která vznikla přibližně ve stejné době. Obě interdisciplinární disciplíny definují tzv. atraktory, které představují stav směřování daného systému. Existují tři druhy atraktorů.

Systémy, které se jen málo odchylují od rovnováhy mají za svůj atraktor statický bod. Postupně přecházejí do neměnného, stacionárního stavu. Příkladem je kmitající kyvadlo, které se po čase samo díky tření a odporu vzduchu zastaví.

Středně nerovnovážné systémy mají za svůj atraktor uzavřenou křivku. V jejich chování se objevují oscilace a vlny s přesně definovanou periodou. Právě u těchto systému se objevuje jev časové, či prostorové spontánní organizace a hrají tak klíčovou roli při vzniku života a fungování biologických systémů.

Silně nerovnovážné systémy se chovají podle podivného traktoru. Jedná se o soustavu křivek, které se nikdy neprotnou. Chování systému je chaotické- dlouhodobě nepředvídatelné a citlivé na počáteční podmínky. Jen nepatrná změna jednoho parametru může mít dalekosáhlý důsledek-efekt motýlího křídla. Příkladem takovýchto systému je třeba naše atmosféra.

 

Organizované chování vody

FOTO: Benardovy konvekční buňky

 

Planeta Země byla na počátku své existence žhavá, nicméně pomalu chladla. Obklopovala jí prvotní atmosféra obsahující vodní páru. Když poklesla její teplota pod bod varu, začala pára kondenzovat a země začala být bičována prudkými dešti. Voda se rychle z horké Země vypařila, ale po čase na stále více chladnoucím zemském povrchu přece je začala tvořit potoky a řeky, tůně a jezera a nakonec i moře a oceány.

Na příkladu vody si nyní ukážeme, jak i v tak jednoduchém systému mohou vznikat složité struktury.

Představme si Petriho misku s vodou a začněme jí zespodu ohřívat. Brzy se vytvoří teplotní gradient, tedy rozdíl teplot mezi teplým dnem a chladnějším povrchem. Ten podle zákonů fyziky vyvolá tok tepla z míst teplejších do chladnějších.

Pokud bude teplotní gradient malý, pak voda zůstane v klidném stacionárním stavu. Teplo bude přenášeno pouze vedením-kondukcí, jak je tomu i u pevných látek.

Pokud se teplotní gradient zvýší, pak ve vodě dojde ke vzniku proudění-konvekce, která přenáší teplo efektivněji než kondukce. Ve struktuře vody se objeví organizované útvary jako konvekční válce, Taylorovy víry, či Benárdovy buňky. Právě tyto struktury podobné buňkám, které se vyskytují ve viskózní kapalině jakou je třeba olej, se vyznačují nejpozoruhodnějšími vlastnostmi. Mají přesně šestiúhelníkový tvar, přičemž teplá kapalina v jejich středu proudí nahoru a po obvodu pak zase stéká po ochlazení dolů. Jen pro zajímavost. Záhadný šestiúhelníkový útvar se nachází i na jednom z pólů planety Saturn jako pravděpodobný důsledek fyzikálních procesů v jeho atmosféře poukazuje na to, že vysoce organizované útvary mohou vznikat i v atmosférách planet.

Třetí případ, kdy se voda bude chovat podle podivného traktoru nastane, když ještě zvýšíme přísun tepla. Zrychlené kmitání molekul povede k rozbití organizovaných struktur a voda se začne řídit zákony chaosu. Jinými slovy se v ní začnou šířit nepravidelné turbulence.

Voda je základním prostředím pro život. Lze tak předpokládat, že různé formy uspořádání jejich molekul sehrálo význačnou roli při vzniku života a stále dosud neprozkoumaným způsobem ovlivňují i různé fyzikální a chemické procesy v organizmu.

 

Chemické cykly a vlny

FOTO: Chemické vlny

 

V pravěkém moři, nebo oddělených vodních tůních se postupem času vytvořily podmínky, které byly předpokladem vzniku organizovaných útvarů ( snad koacervátů), které se staly předstupněm prvních živých organizmů.

Byly zde přítomny všechny čtyři živly, potřebné k vzniku organického života. Živel země představovaly na uhlík bohaté minerály. Živel vzduchu plyny pocházející z prvotní atmosféry, či plyny v podobě kouře vycházející z horkého zemského nitra. Živel ohně sluneční záření, teplo z nitra země, či energie elektrických výbojů v atmosféře. Čtvrtý živel představovala samotná, na rozpuštěné minerály bohatá voda.

V termodynamicky nerovnovážných podmínkách se spustily řetězce různých chemických reakcí, které vedly ke vzniku jednoduchých a později složitých organických molekul a sloučenin, jakými jsou bílkoviny a nukleové kyseliny.

Současná chemie se zabývá studiem řady chemických procesů, které vedou ke vzniku organizovaných struktur. Klíčovou roli zde hrají především autokatalytické reakce, během kterých samotný produkt reakce katalyzuje ( urychluje), nebo naopak inhibuje (zpomaluje ) vlastní reakci. Velký význam má i studium souběžných reakcí, kdy průběh jedné reakce ovlivňuje reakci druhou a naopak, tedy reakcí ve kterých se uplatňují principy zpětné vazby. Příkladem je vzájemný zpětnovazebný vztah mezi syntézou bílkovin podle předlohy nukleových kyselin, jejichž vlastní syntézu katalyzují bílkovínné enzymy, který je ještě dále provázaný s dalšími reakcemi složitou sítí vzájemných vazeb.

Byly pozorovány dva druhy organizovaného chování těchto chemických systémů: chemické oscilace a vlny.

Chemickou oscilaci poznáme na první pohled tak, že kapalný roztok v určitých časových, třeba minutových intervalech náhle skokem mění barvu s takovou přesností, že si podle toho můžeme nastavit i hodinky. Hovoří se proto o chemických hodinách. Ač běžně známé chemické reakce směřují ke stavu rovnováhy, kdy se reakce na makroskopické úrovni zastaví, zde reakce může probíhat takřka do nekonečna. Během jednoho reakčního cyklu může nastat několik etap spojených s periodickou změnou koncentrace jednotlivých látek, které nejdříve jako produkty reakce vznikají, aby posléze zase jako reaktanty v další reakci zanikly do doby následného cyklu, kdy se opět objeví.

Chemické vlny vznikají tam, kde roztok není během reakce promícháván a kde reaktanty a produkty reakce mají odlišné difuzní koeficienty. Průběh reakce můžeme sledovat na Petriho misce jako sled řady vln šířících se buď podobně jako vlna na hladině vody po hodu kamenem, tedy ve tvaru kružnic, nebo jako spirály z místa spuštění- iniciace samotné reakce. Vzájemným skládáním a interakcí těchto vln vznikají v původně zcela homogenním roztoku chemických látek mnohdy složité strukturní útvary, které jsou buď stabilní, nebo se jejich forma stále mění v čase.

Autokatalýza, chemické oscilace a vlny hráli klíčovou roli nejen při vzniku života, ale stále ji hrají během četných biochemických procesech. Příkladem autokatalytických reakcí je vznik enzymů z proenzymů. K chemické oscilaci dochází v buňkách při glykolýze-štěpení cukrů, která je podstatou buněčného dýchání. Zároveň koncentrace a aktivita řady důležitých látek v těle, jako jsou některé enzymy a hormony vykazují cyklický průběh. Šíření chemických vln je spojeno s šířením mozkových elektrických proudů a signálů řídících srdce. Je také zodpovědné za barevné vzory lastur měkkýšů, či za pruhované zbarvení zeber. Na vyšší úrovni pak oscilace a vlny se projeví v podobě cyklů bdění a spánku, nebo dokonce v ekonomických cyklech konjunktur a krizí.

FOTO: Lastury mlžů s barevnými vzory

 

K pravidelným chemickým oscilacím dochází ve středně nerovnovážných podmínkách. Pokud například zastavíme přísun potřebného reaktantu do směsi, nebo na druhé straně přidáme jinou látku, která průběh dosavadních reakcí naruší, může dojít k zániku chemických oscilací a k ustálení systému v nehybném stacionárním stavu. V živém organismu se to projeví v útlumu nějaké funkce, v nejhorším případě v zástavě srdeční činnosti a práce mozku.

Silně nerovnovážné podmínky naopak zase mohou vést k nepravidelným oscilacím systémů. To se může projevit ve fungování organizmu v podobě buněčného chaosu, nepravidelného dechu, srdeční arytmie, poruch biorytmů, či epileptického záchvatu provázeného chaotickou činností nervových buněk.

— pokračování příště—

Zdroje:

Prigogine: Řád z chaosu

Nerovnovážná termodynamika a její aplikace

Od matematiky k biologii, medicíně a zpět

 

Petr Bajnar

Jsem obyčejný člověk, který se zajímá o filozofii, vědu i o společenské dění.

 

Blog Petra Bajnara na iDNES: ODKAZ

Osobní stránky Petra Bajnara: ODKAZ

 

O autorovi:

Narodil jsem se roku 1971 v Ostravě. Vystudoval jsem nejdříve SPŠ hutní ve Frýdku-Místku a poté VŠB-TU Ostrava- obor Materiálové inženýrství. Řadu let jsem pracoval v průmyslové sféře. Nejdříve jako technolog v ŽD Bohumín a později jako Zkušební technik v Materiálovém výzkumu ve Vítkovicích.Od roku 2007 působím ve školství. Nejdříve jako učitel odborných předmětů na SPŠ ve Frýdku-Místku a poté jako učitel předmětu ZPV a Ekologie na OA a Hotelové škole v Havířově.

Jsem svobodný a bydlím v krásném podhůří Beskyd ve Frýdlantě nad Ostravicí.

Ve volném čase se rád toulám přírodou : pěšky, na kole či v zimě na běžkách.  Rád také cestuji. Měl jsem možnost navštívit řadu zemí Evropy a rovněž Izrael a Srí Lanku. Vybrané fotografie z mých cest můžete spatřit především v sekci propojený svět ODKAZ

Hlavním zájmem od dětství bylo pro mě poznávání světa.  Nikdy jsem ničím zvlášť nevynikal, na škole jsem měl jen průměrný prospěch trojkaře. Přesto se pro mně jako dítěti  žáden dárek nevyrovnal dárku v podobě naučné knihy. Chudáci rodiče mi jednou museli pořídit hvězdářský dalekohled, jindy pak mikroskop a nebo v antikvariátu zakoupit deset  osmisetstránkových dílů Dějin světa. A tak v mém dětství ve volném čase fotbal a jiné hry ze spolužáky se střídaly s hodinami věnovanými hledáním odpovědí nad otázkami fungováni přírody a světa.

Když mi bylo 18 let padl komunistický režim který nedovolil publikovat prakticky nic co by odporovalo vládnoucí materialistické ideologii. Začali vycházet různé duchovní knihy  a já při přemýšlení nad jejich obsahem postupně pochopil, že k poznání pravdy nestačí jen použití 5 smyslů a opustil jsem svůj dosud materialistický světonázor. Začal jsem cvičit jógu a hledat pravdu o světě  ve svém nitru. Přestal jsem pít alkohol. Pochopením principu neubližování, který je v základu každé hodnotné duchovní nauky jsem se stal vegetariánem.

V roce 1994 začala vysílat TV Nova  pořad Seance který jsem pravidelně sledoval. Biotronik Tomáš Pfeiffer v něm léčebně působil přes televizní obrazovku a zároveň i odpovídal  na dotazy posluchačů. Začal jsem navštěvovat jeho přednášky, které se stále pravidelně konají v rámci Duchovní univerzity Bytí  a studovat životní filozofii BYTÍ vytvořenou jeho učitelem a zakladatelem biotroniky Josefem Zezulkou. Objevil jsem v ní to co jsem dříve nenašel v žádném jiném duchovním směru- celistvost. Jasně a logicky odpovídala na každou základní filozofickou otázku kterou jsem si kladl ať již se jednalo o vznik vesmíru, zákony osudu, vývoje bytosti či smyslu života. Cesta Zezulkova ovlivnila nejen mé životní názory.Díky Zezulkovi jsem  si uvědomil, že mnohé věci jsou jinak než jsem si dosud myslel. Že smyslem života není být jen šťastný, ale sloužit celku.  Že cesta vývoje je cestou spojení rozumu a citu. Že člověk  nemá jen věřit a upadat do dogmatu, ale být kritický a přijmout až to co důkladně promyslí.  Vím , že jsem zatím stále jen na samém začátku této cesty, cesty která je největším dobrodružstvím života i tím nejkrásnějším co v životě může být- objevování úžasné harmonie a krásy světa.

Petr Bajnar

 

Klikněte si na rubriku, do které se chcete podívat:


Záhady

UFO

Duchové

Yetti, bigfoot

Pterosauři

Djatlov

Vodní příšery

Tasmánský tygr

Ještěři

Kruhy v obilí

HUM

Cestování v čase

Zajímavá věda

Optické klamy

Písničky

Burian

Hlavolamy

Novinky

Můžete se ponořit ještě hlouběji do archivu:


Kuriozity
Skryta 
Komiksy

Rychlé šípy

Štika

Co
Kreslene vtipy 
Co
Svět z výšky Legendární reklamy Děs, běs, katastrofy tipy Finty Jak se vyrábí Zpevak autotrpaslici Zajímavosti o Chorvatsku Skládání bankovek 
Marže

Povídky

Extra

A třeba i ještě hlouběji, kde jsou skryté rubriky Zahady.info:


Skutečná pravda

Eugenika

Svět bez lidí

Chemtrails

Islám

Šifra

Luiz Antonio

Sprostí klasikové
Sex

Zahady.info
Zahady.info

Zahady.info: Záhady, zajímavosti, věda, historie, dobrodružství…

You must be logged in to post a comment Login