Publications

ПУБЛИКАЦИИ

Как работает живая клетка

Как работает живая клетка

Как работает живая клетка

1990

Издательство "Знание"

1990

Издательство "Знание"

1990

Издательство "Знание"

Abstract

Abstract

АННОТАЦИЯ

АННОТАЦИЯ

Каждый из нас рано или поздно задает себе вопрос: что такое жизнь? Ответ на него, время, которое мы уделяем его решению, и пути поиска этого решения у каждого разные. Поскольку биологию называют наукой о жизни, стало быть, существуют специалисты, которые должны хотя бы пытаться ответить и строго научно, и популярно — что такое жизнь с точки зрения науки?За последние десятилетия биология весьма продвинулась в изучении деталей устройства живых существ. Мы уже многое знаем о механизмах наследственности, синтезе и работе сложнейших молекулярных структур, способах нервной и гормональной регуляции организма, его энергетике.Каждая структурная единица живой клетки оказалась так сложно устроена, что ее изучение потребовало усилий многих исследователей и повлекло за собой узкую специализацию. И как результат этой специализации развился некий научный пессимизм, порой переходящий в испуг. С упорством крота современный биолог все глубже зарывается в решение «своей» проблемы. Нередко как на безумца смотрят на того, кто пытается подняться вверх и оттуда, оглядевшись, спросить себя и других — так что же такое жизнь? К сожалению, на практике ничем хорошим такие попытки не кончаются. И все-таки попробуем еще раз.Все живое состоит из клеток. Поэтому для того, чтобы ответить на волнующий всех вопрос, надо понять, как работает живая клетка. Для этого мало понять, из чего она состоит и как устроены отдельные ее системы. Необходимо осмыслить, почему она действует как целый единый организм, т. е. как работает ее управляющая система. И здесь возникает несколько принципиальных трудностей. Молекулярная управляющая система клетки отличается от привычных современной технике управляющих систем наличием физических ограничений управления. Но главная трудность в другом. Когда молекулярная управляющая система клетки решает задачи, процесс решения требует изменения внутри самой системы, т. е. решение меняет задачу. Чем сложнее проблема, тем, кажется, больше должно быть это влияние. Ина первый взгляд непонятно, где же выход. Однако выход все-таки есть — изучать сложные задачи, которые решают нервные клетки. Дело в том, что это задачи целого организма и впутринейроиные движения не меняют этих проблем.Предлагаемая читателю брошюра суммирует многолетние исследования автора и его сотрудников, которые, хотя и были проделаны в, казалось бы, далеко отстоящих друг от друга областях биологии, постепенно слились в стройную картину устройства живой клетки. Молекулярные структуры живой клетки так сложны, что, кажется, невозможно говорить о них просто. Однако это только кажется. Настоящая наука состоит в отыскании простоты плана. В первой части брошюры «Нейрон» на примере собственного пути в дебрях науки я постараюсь показать, как сложен поиск простоты. Как удалось понять, что мозг работает главным обрfзом на внутринейронных молекулярных устройствах (где несущественны физические ограничения и влияние вычисления на задачу) и что для описания живого надо изменить и физику, и математику.Размеры брошюры не позволили нам описать в деталях строение нервных клеток. Схему строения нейрона мы поместили на обороте обложки. К тому же подписчики серии «Биология» получили в 1987 г. брошюру доктора биологических наук Н. С. Косицына «Нервная клетка — здоровая и больная», в которой нашли отражение современные представления о микроструктуре и цитохимии нервной клетки, о функциональном назначении отдельных ее компонентов. Кроме того, о строении нервной клетки есть сведения в любом учебнике по биологии. Мы же хотим рассказать о проблемах, которые пока в учебниках обсуждать не решаются.

Каждый из нас рано или поздно задает себе вопрос: что такое жизнь? Ответ на него, время, которое мы уделяем его решению, и пути поиска этого решения у каждого разные. Поскольку биологию называют наукой о жизни, стало быть, существуют специалисты, которые должны хотя бы пытаться ответить и строго научно, и популярно — что такое жизнь с точки зрения науки?За последние десятилетия биология весьма продвинулась в изучении деталей устройства живых существ. Мы уже многое знаем о механизмах наследственности, синтезе и работе сложнейших молекулярных структур, способах нервной и гормональной регуляции организма, его энергетике.Каждая структурная единица живой клетки оказалась так сложно устроена, что ее изучение потребовало усилий многих исследователей и повлекло за собой узкую специализацию. И как результат этой специализации развился некий научный пессимизм, порой переходящий в испуг. С упорством крота современный биолог все глубже зарывается в решение «своей» проблемы. Нередко как на безумца смотрят на того, кто пытается подняться вверх и оттуда, оглядевшись, спросить себя и других — так что же такое жизнь? К сожалению, на практике ничем хорошим такие попытки не кончаются. И все-таки попробуем еще раз.Все живое состоит из клеток. Поэтому для того, чтобы ответить на волнующий всех вопрос, надо понять, как работает живая клетка. Для этого мало понять, из чего она состоит и как устроены отдельные ее системы. Необходимо осмыслить, почему она действует как целый единый организм, т. е. как работает ее управляющая система. И здесь возникает несколько принципиальных трудностей. Молекулярная управляющая система клетки отличается от привычных современной технике управляющих систем наличием физических ограничений управления. Но главная трудность в другом. Когда молекулярная управляющая система клетки решает задачи, процесс решения требует изменения внутри самой системы, т. е. решение меняет задачу. Чем сложнее проблема, тем, кажется, больше должно быть это влияние. Ина первый взгляд непонятно, где же выход. Однако выход все-таки есть — изучать сложные задачи, которые решают нервные клетки. Дело в том, что это задачи целого организма и впутринейроиные движения не меняют этих проблем.Предлагаемая читателю брошюра суммирует многолетние исследования автора и его сотрудников, которые, хотя и были проделаны в, казалось бы, далеко отстоящих друг от друга областях биологии, постепенно слились в стройную картину устройства живой клетки. Молекулярные структуры живой клетки так сложны, что, кажется, невозможно говорить о них просто. Однако это только кажется. Настоящая наука состоит в отыскании простоты плана. В первой части брошюры «Нейрон» на примере собственного пути в дебрях науки я постараюсь показать, как сложен поиск простоты. Как удалось понять, что мозг работает главным обрfзом на внутринейронных молекулярных устройствах (где несущественны физические ограничения и влияние вычисления на задачу) и что для описания живого надо изменить и физику, и математику.Размеры брошюры не позволили нам описать в деталях строение нервных клеток. Схему строения нейрона мы поместили на обороте обложки. К тому же подписчики серии «Биология» получили в 1987 г. брошюру доктора биологических наук Н. С. Косицына «Нервная клетка — здоровая и больная», в которой нашли отражение современные представления о микроструктуре и цитохимии нервной клетки, о функциональном назначении отдельных ее компонентов. Кроме того, о строении нервной клетки есть сведения в любом учебнике по биологии. Мы же хотим рассказать о проблемах, которые пока в учебниках обсуждать не решаются.

chaimatics

Chaimatics

Discovery of links between the biology, physics and mathematics, and founding a new area of studies focused on computations in living systems are his life achievements. Efim Liberman gave the name of “Chaimatics” to this new area of science

I

DNA is the text of a code written for molecular computers of living cells. The notion of “Text” is intrinsically opposite to a random sequence of symbols, and it can exist only inside the system of language. In this case, it is a genetic language, which is isomorphic to a natural language

II

Computations conducted in a living cell are real physical actions, and free energy and time must be spent for completing them. As all living organisms are comprised of cells, this statement is applicable to any control processes implemented in the biosphere

III

Molecular computations are limited by the microscopic scale of a cell and inevitable impact of the computations on formulation of a problem begin solved. The Chaimatics grew from the recognition of the computation reality as the quantum mechanics grew from the recognition of the measurement reality.

IV

A cell creates а quantum computing tool for solving complex problems. This tool utilizes hypersound quanta, and uses the cell cytoskeleton as the computing environment. In such a computer, a price of elementary computation converges to the physical limit, which is Planck’s constant

Chaimatic's statements are simple, but they require a change in the traditional vision, rooted in scientific practice

Read a book

Chapter I

The journey of life in science

chaimatics

хаиматика

хаиматика

Итогом жизни в науке стало установление связей между биологией, физикой, математикой и новая область исследования, посвященная вычислениям в живых системах. Ефим Либерман дал имя новой науке: «Хаиматика»

I

ДНК – это текст программы для молекулярных компьютеров клеток. «Текст» по определению не случайная последовательность знаков и может существовать только внутри языковой системы. В данном случае это генетический язык, изоморфный естественному языку

II

Вычисление в живой клетке является реальным физическим действием и требует затрат свободной энергии и времени. Поскольку все живые организмы состоят из клеток, это относится ко всему управлению, которое осуществляется в биосфере

III

Молекулярные вычисления ограничены микроскопическим объемом клетки и принципиальной возможностью влияния вычисления на условия решаемой задачи: квантовая механика возникла из осознания реальности измерения, Хаиматика - из реальности вычисления

IV

Для решения сложных задач клетка создает устройство квантового вычисления, использующего кванты гиперзвука и клеточный цитоскелет, как вычисляющую среду. Цена вычисления в таком компьютере стремится к физическому пределу – постоянной Планка

Утверждения Хаиматики просты, но они требуют изменения традиционных представлений, принятых в научной практике

Читать книгу

Глава I

Как все начиналось

хаиматика