Текст книги "Рак излечим"

В связи с этими примерами имеет смысл рассмотреть другие виды симметрии. Упомянутые выше пространственно-временные симметрии условно объединяют одно общее свойство – они являются как бы «внешними» симметриями (огранками) в том смысле, что отражают глубокие свойства структуры пространства-времени, представляющей собой форму существования любого вида материи, и поэтому справедливой для любых мыслимых взаимодействий и физических процессов. Весь физический опыт познания мира показывает отсутствие нарушений инвариантности законов природы относительно указанных пространственно-временных преобразований. В этом уже не только физический, но и философский смысл познания и установления объективности законов природы. Однако во «внешних» симметриях не затрагивается «внутренний мир» физического объекта, и он никак не связан с внешними свойствами. Совершенно иное мы видим в биологических объектах, они связаны и подчиняются закону триединства живых организмов. Этот закон идентичен закону сохранения физических величин.

В природе кроме рассмотренных законов сохранения энергии, импульса и момента импульса существуют и другие законы сохранения, которые выполняются с той или иной степенью общности, в частности, закон сохранения электрического заряда. В физике элементарных частиц, как мы видели, имеются и другие сохраняющиеся (или, по крайней мере, введенные так) величины, подобные электрическому заряду, – барионное число, четность, изоспин, ароматы (странность, очарование, красота и т. д.). Эти, по сути, квантовые числа обусловлены фазовыми преобразованиями волновой функции ψ и в целом не связаны со свойствами пространства-времени. Симметрия играет важную роль в исследовании физики микромира. Наш физик-теоретик А. Мигдал считал, что главными направлениями физики XX века были поиски симметрии и единства картины мира. Сохранение подобных величин, непосредственно не связанных со свойствами пространства-времени, относится к понятию «внутренней» симметрии.

Прежде чем перейти к другим «внутренним» симметриям, остановимся еще на двух видах дискретной симметрии, которые отличаются от рассмотренных «непрерывных» симметрий сдвига и поворота. Это уже давно хорошо известная нам зеркальная симметрия, которая описывается пространственной инверсией, то есть отражением системы координатных осей. Инверсия пространства осуществляется «сразу» (в зеркале), а ее повторное применение возвращает систему в исходное состояние. Это отражение называется операцией изменения «четности» (пример с теннисистом в зеркале). Другой дискретной симметрией является симметрия относительного обращения времени, приводящая к тому, что в симметричной Вселенной законы природы не изменяются при замене направления течения времени на обратное (t= – t и наоборот). Надо полагать, обратное течение не времени, а пространств (авт.). Применение данной симметрии показывает, что направление возрастания времени (движение в одну сторону) не играет существенной роли. С равной вероятностью возможен и обратный процесс. Другими словами, установить путем наблюдения направление развития событий в будущее или в прошлое для равновесной симметричной системы невозможно. Если вы помните, мы приходили к такому же результату для детерминированной механики Галилея – Ньютона в замкнутых системах. Но одновременно мы уже знаем и о существовании «стрелы времени» для открытых неравновесных систем. И это еще раз доказывает, что время все-таки «течет» от прошлого к будущему, и наша Вселенная неравновесна и асимметрична. Это, как мы помним, признаки живого… Заметим, однако, что понятие энтропии неоднозначно применимо к микромиру, и, следовательно, изучая его, нельзя установить направление времени. Дальнейшее расширение количества физических симметрий связано с развитием квантовой механики. Одним из специальных видов симметрии в микромире является перестановочная симметрия.

Исследование реакций с участием элементарных частиц и античастиц, а также процессов их распада привело к открытию некоторых новых свойств симметрии, а именно зарядовой симметрии, или, более точно, зарядовой симметрии частиц и античастиц. При изучении ядерных взаимодействий нуклонов (сильные взаимодействия) было обнаружено, что эти ядерные силы почти не зависят от типа нуклонов, то есть при этих взаимодействиях нет различия между нейтроном и протоном, оба они есть два состояния одной частицы нуклона. Аналогично, μ-мезон может находиться в трех состояниях, соответствующих трем различным частицам. Такие состояния называются изотопическими, и они характеризуются изотопическим спином, или изоспином. Симметрия, связанная с этими процессами, и получила название изотопической симметрии.

С теорией элементарных частиц, типами взаимодействия полей и попыткой введения единого поля связаны еще два вида симметрии: кварк-лептонной и калибровочной. Кварк-лептонная симметрия проявляется в единой теории поля. Считается, что по существу кварки и лептоны не различимы в области очень больших энергий. Но, в случае спонтанного нарушения симметрии и в области низких энергий, они приобретают совершенно различные свойства. Тем самым установлено, что между кварками и лептонами возможны переходы. Этот факт может служить еще одним убедительным доказательством единства природы. Калибровочная симметрия связана с масштабными преобразованиями, представляющими сдвиги нулевых уровней скалярного и векторного потенциалов полей. Сам термин «калибровочное поле» (преобразование, инвариантность) выдвинул немецкий математик Г. Вейль. Смысл идеи состоит в том, что физические законы не должны зависеть от масштаба длины, выбранного в пространстве, и не должны изменять свой вид при замене этого масштаба на любой другой. С обычной логикой это вроде бы самоочевидно: почему действительно законы Ньютона будут другими, если мы будем измерять путь в метрах, сантиметрах или в мегапарсеках. Однако значение изменения масштаба состоит в том, что оно имеет принципиально нефизический характер, так как вызвано не какими-либо физическими воздействиями, а геометрическими, в частности, изменение длины обусловлено лишь особенностями структуры пространства-времени. Тем самым пространство-время перестает быть лишь пассивным резервуаром вещества и поля, где происходят физические процессы, оно само начинает активно влиять на эти процессы. Геометрия приобретает динамический характер. Можно добавить, что она влияет и на энергетику физического и биологического объекта. Это ярко проявляется при делении овоидов Кассини. Об этом интересном явлении будет подробно рассказано в следующей главе.

Особое значение приобретает принцип калибровочной инвариантности, если преобразования приходят локально в каждой точке пространства-времени и неоднородно, то есть с изменяющимся соотношением от точки к точке. Вот это преобразование Г. Вейль и назвал масштабным, или калибровочным. Его формулировка звучит так: все физические законы инвариантны относительно произвольных (однородных и неоднородных) локальных калибровочных преобразований. В таком виде принцип Вейля является по существу развитием общего принципа относительности Эйнштейна, что все физические законы в любой системе отсчета (инерциальной и неинерциальной) должны иметь одинаковый вид. Уместно в связи с этим заметить, что теория Эйнштейна была первой теорией, в которой геометрический фактор (искривление пространства-времени) напрямую связывался с физической характеристикой (гравитационной массой), что послужило в настоящее время дальнейшему развитию идей геометродинамики. Эти преобразования масштаба оставляют силовые характеристики поля (например Е и В для электромагнитного поля) неизменными. На основе калибровочной симметрии построены теории электрослабого и электросильного взаимодействий. Из этой симметрии следует, что частицы, обладающие определенными свойствами, которые объединяются понятиями «заряда» (электрический, барионный, лептонный), «цвета» кварков, являются источниками полей, если хотите, материальными носителями этих полей. Теория сильных взаимодействий, опирающаяся на представление о цветовых зарядах, получила название квантовой хромодинамики. Эта теория практически завершена для малых расстояний между кварками, но для больших расстояний еще имеются трудности. Тем не менее, применение принципов глобальной и локальной унитарной симметрии способствовало существенному продвижению в области классификации адронов и описания сильных взаимодействий. Вместе с тем на этом пути имеется еще ряд проблем.

Для классификации и описания взаимодействий, наиболее тяжелых и короткоживущих адронов (так называемых резонансов) потребовалось ввести еще три кварка, получивших названия c,b,t. Вместе с лептонами кварки образуют три поколения элементарных частиц, аналогично следует разбить и античастицы. Имеется теоретическое обоснование того, что число поколений должно исчерпываться тремя. Эти повторения поколений представляют собой главную загадку физики элементарных частиц. Возможно, они вновь указывают на составной характер этих частиц и на новую, более глубокую симметрию, уходящую корнями в динамическую симметрию вакуума.

Вопросы симметрии играют решающую роль в современной физике. Динамические законы природы характеризуются определенными видами симметрии. Эти принципы относятся к законам природы так же, как законы природы относятся к явлениям, то есть симметрия «управляет» законами, а законы «управляют» явлениями. Если бы не было, например, инвариантности законов природы относительно смещений в пространстве и времени, то вряд ли наука вообще смогла бы устанавливать эти законы. В общем смысле под симметрией физических законов подразумевают их инвариантность по отношению к определенным преобразованиям. Необходимо также отметить, что рассмотренные типы симметрий имеют, естественно, определенные границы применимости. Например, симметрия правого и левого существует только в области сильных электромагнитных взаимодействий, но нарушается при слабых. Это положение говорит нам о двух вещах: на уровне тканей правой и левой половин тела существуют сильные электромагнитные поля, а ближе к оси симметрии и в клетках – слабые. Изотопическая инвариантность справедлива только при учете электромагнитных сил. Для применения понятия симметрии в физике можно ввести некую структуру, учитывающую четыре фактора.

1. Объект или явление, которое исследуется.

2. Преобразование, по отношению к которому рассматривается симметрия.

3. Инвариантность каких-либо свойств объекта или явления, выражающая рассматриваемую симметрию. Связь симметрии физических законов с законами сохранения.

4. Границы применимости различных видов симметрии.

Заметим также, что изучение симметричных свойств физических систем или законов требует привлечения специального математического анализа, в первую очередь представлений теории групп, наиболее развитой в настоящее время в физике твердого тела и кристаллографии. Раньше мы уже говорили об инверсионной симметрии. Но обладают ли такой симметрией физические законы? Долгое время считалось, что обладают, пока опыты китаянки Цзяньсюн Ву (США) по изучению β-распада ориентированных в магнитном поле ядер кобальта ⁶⁰Co, проведенные в 1957 г., не показали, что на слабые взаимодействия инверсионная симметрия не распространяется. Однако для большинства физических законов инверсионная симметрия соблюдается. Подчеркнем следующее важное обстоятельство. Если какое-либо уравнение инвариантно относительно определенных операций симметрии, то это не означает, что все его решения обладают такой же симметрией (хотя для части решений это возможно). Дело в том, что на формирование решений влияют еще начальные и граничные условия. Например, несмотря на то, что гравитационное поле Солнца можно считать сферически симметричным, планеты движутся вокруг Солнца не по круговым, а по эллиптическим траекториям. Другой пример – кристалл инвариантный при дискретных трансляциях (кратных постоянных решетки), хотя электрические силы, действующие между его атомами, не меняются при любых смещениях кристалла в целом. Симметрия материальных структур, образуемых за счет фундаментальных взаимодействий, может быть намного ниже, чем симметрия последних. Учитывая это, можно говорить о структурной симметрии материальных объектов. Априорное определение возможных видов симметрии устойчивых материальных структур часто представляет собой трудную проблему. В целом же из законов сохранения, которые, как мы уже поняли, являются следствием пространственно-временной симметрии законов самой природы, следует условность разделения физики на механику, термодинамику, электродинамику и т. д. и, следовательно, налицо неразрывность единства всей природы.

Рассмотрим идеи симметрии-асимметрии применительно к проблемам объектов живой и неживой природы. По существу, это философский, если хотите, но с естественнонаучной точки зрения вопрос о возникновении, развитии и сущности жизни. Чем отличаются молекулы живых веществ от неживых? В какой-то мере это связано с симметрией, точнее зеркальной симметрией. Если рассмотреть пример зеркального изображения двух молекул неорганического вещества воды и органического, но «неживого» вещества – бутилового спирта, то принципиальное различие проявляется в том, что молекула Н₂О зеркально симметрична, а молекула спирта зеркально асимметрична. «Левая» и «правая» молекулы не совпадают как левая и правая рука человека. Как теперь мы знаем, в природе хиральностью обладают и «живые», и «неживые» молекулы, но «живые» всегда только хиральны. Причем «неживые» хиральные молекулы равновероятно встречаем и в левом, и в правом варианте, а «живые» – только или в левом, или в правом. В этом смысле молекулы живых организмов хирально чисты. Так, ориентация ДНК-спирали всегда правая. Основополагающим признаком возникновения и развития жизни и является способность живых организмов извлекать и конструировать из симметричных и хирально нечистых молекул окружающей среды хирально чистые молекулы, необходимые для живого организма. Примером может служить извлечение растениями из симметричных молекул воды и углекислого газа в процессе фотосинтеза асимметричных молекул крахмала и сахара. Наряду с другими питательными веществами эти молекулы поступают в пище живых организмов и из них образуются уже хирально чистые молекулы. То есть живое выступает в качестве фабрики по изготовлению разных видов асимметрии, а в общем диссимметрии из любого вида симметрии. Это своего рода пространственный преобразователь, или пространственная дыра с отрицательной энтропией… Живой организм очень напоминает кавитационный пузырь, только вместо жидкости основную роль в его появлении играет пространство… В общем смысле мы можем считать, что и возникновение жизни в целом связано со спонтанным нарушением имевшейся до того в природе зеркальной симметрии. Этот процесс, по существу, также является процессом самоорганизации. В какой-то точке бифуркации и произошел самоорганизующий акт возникновения уже живой материи.

Уместно теперь связать симметрию с энтропией живых организмов. Переход вещества на более высокую степень организации, упорядоченности, как мы уже отмечали, снижает энтропию как меру хаотичности. Но наибольшей симметрией обладает как раз равновесное хаотическое состояние. Значит, уменьшение энтропии неизбежно приводит к снижению уровня симметрии. Чем выше уровень организации живой материи, тем меньше энтропия и симметрия. На примере эволюции видов это проявляется достаточно ясно. Человек обладатель самой низкой симметрии, является самым высокоорганизованным существом на Земле. Нарушение этого фундаментального закона ведет к развитию рака. В раковой опухоли появляются признаки выраженной кубической симметрии и как следствие, непозволительное увеличение энтропии. Это выглядит как «тяготение» его клеток и тканей к неживой природе. Для снижения энтропии живым организмам, как открытым системам, обменивающихся энергией и материей (пища и отправления) с окружающей средой, необходима энергия, причем значительная, которая, как мы увидим далее, вырабатывается в соответствующих частях клеток (митохондриях) живых организмов за счет пищи, то есть поглощения энергии внешней среды (Солнца и биосферы). Можно образно сказать, что мы забираем от природы более организованную структурированную материю, обладающую меньшей энтропией, то есть подпитываем себя негэнтропией (отрицательной энтропией), а отдаем ей неструктурированную материю, обладающую большей энтропией. «Питаемся», так сказать, с энергетической физической точки зрения отрицательной энтропией, а отдаем положительную энтропию. Поэтому утверждение, что жизнь – это сбалансированный, переходный продукт между энергией, материей и пространством, не лишен смысла. И когда в естественных условиях этот баланс нарушается, то наступает некоторое динамическое равновесие. Обмен энтропией между человеком и окружающей средой стабилизируется, энтропия системы человек – окружающая среда возрастает, в результате чего живой организм гибнет (энтропия его возросла). Поэтому биологическая смерть организма – это рост энтропии до ее уровня в окружающей среде. Раковая опухоль ведет себя так агрессивно, потому что уровень ее энтропии равен или выше, чем у окружающей среды. Отсюда вывод: лечить раковую опухоль надо только одним, снизить ее энтропию до уровня энтропии нормальных тканей. Добиться этого можно только убив энергетические станции клеток, митохондрии, и восстановив фолдинг протеинов… Повышение же энергетического потенциала в живом организме при «нормальном» обмене энтропией его с окружающей средой увеличивает химическую активность клеток и дает возможность самовоспроизведения и развития. Можно сказать, что по мере усложнения в ходе развития жизни асимметрия все больше и больше превалирует над симметрией, вытесняя ее из биохимических и физиологических процессов. Однако и здесь имеет место динамический процесс: симметрия и асимметрия в функционировании живых организмов взаимосвязаны.

Внешне человек и животные симметричны, однако их внутреннее строение асимметрично на разных уровнях тканей органов и систем. Если у низших биологических объектов, например, низших растений, размножение идет симметрично, то у высших имеет место явная асимметрия – разделение полов, где каждый пол вносит в процесс самовоспроизведения свойственную только ему генетическую информацию. Устойчивое сохранение наследственности есть проявление в известном смысле симметрии, а в изменчивости проявляется асимметрия. У раковых клеток и тканей преобладает симметрия, как у представителей растений, что по многим показателям роднит их. В целом же глубокая внутренняя связь симметрии и асимметрии в живой природе обусловливает ее возникновение, существование и развитие. Таким образом, теоретики, обращаясь к начальным стадиям развития Вселенной, рассматривают все более симметричные варианты квантовой теории поля, однако каждый свой шаг им приходится сопровождать предположением о спонтанном нарушении этой симметрии в развивающемся мире. Иначе говоря, по мере остывания Вселенной, возникшей, вероятно, с очень высокой степенью симметрии, происходило быстрое ее понижение с переходом высших типов в скрытую форму. Энтропия ее также претерпевала подобные изменения… Причины этого явления остаются неясными. Указывает ли это на несовершенство самого мира или на несовершенство наших знаний о мире? На этот вопрос наука ответа пока не дает. Удивительной чертой многих видов симметрии является их весьма абстрактно-математический характер. Их описание и использование требует знания высших разделов математики и, прежде всего, методов теории представлений непрерывных групп. Еще Ю. Вигнер отмечал непостижимую эффективность математики при описании явлений природы. Можно много еще что рассказать о симметрии относительно обращения времени, классификации электронных и колебательных состояний молекул и кристаллов, описании фазовых переходов в кристаллах. В основе своей мир устроен по законам математики, симметрии, красоты, но причины этого нам неизвестны. Создается впечатление и в общем все выглядит так, будто нас кто-то водит за нос… Поэтому пока нас не «увели» совсем в другую сторону, можно задаться вопросом, есть ли другие виды симметрии и связанные с ними законы сохранения. В чем состоит глубокое значение законов сохранения электрического заряда, лептонного и барионного чисел, странностей, изотопического спина и т. д.? Как это связано со свойствами абстрактного пространства? В чем смысл наличия «черных дыр» как неких «пропускных пунктов» из нашего пространства, мира в другой антимир? К сожалению, пока на эти вопросы мы ответа не имеем, хотя и хорошо, что современная наука дает возможность их задавать.

Теперь, когда мы убедились в том, что вещества небезразличны к пространству, разберем, по каким законам и правилам живут кристаллы – самые «дисциплинированные» пространственные образования. Для начала, чтобы представить их разнообразие и богатство, продемонстрируем классификацию этого «застывшего» пространства.

Гексагональная сингония:

• Центральный

• Инверсионно-планальный

• Инверсионно-примитивный

• Планаксиальный

• Планальный

• Примитивный

Кубическая сингония:

• Аксиальный

• Центральный

• Планаксиальный

• Планальный

• Примитивный

Моноклинная сингония:

• Аксиальный

• Планальный

• Планаксиальный

Ромбическая сингония:

• Аксиальный

• Планальный

• Планаксиальный

Тетрагональная сингония:

• Аксиальный

• Центральный

• Инверсионно-планальный

• Инверсионно-примитивный

• Планаксиальный

• Планальный, октаэдр, тригонтриоктаэдр, тетрагонтриокта¬эдр, дидодекаэдр и т. д. и т. п.

• Примитивный

Триклинная сингония:

• Центральный

• Примитивный

Все сингонии подразделяются еще и на виды. Например, кубическая сингония: куб, ромбододекаэдр, пентагондодекаэдр положительный, пентагондодекаэдр отрицательный и т. д.

Что же такое кристаллы и чем они уникальны? Как известно, кристаллами называются все твердые тела, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены строго закономерно, наподобие узлов пространственных решеток. В течение столетий геометрия кристаллов была малоизученной областью науки. Многие великие умы (Роберт Гук, Михаил Ломоносов, Рене Жюст Гаюи, Браве и др.) трудились над изучением тайны кристаллов. Итогом этих изысканий было открытие важнейшего закона кристаллографической симметрии, согласно которому для кристаллов возможны оси симметрии лишь первого, второго, третьего, четвертого и шестого порядков. Таким образом, на кристаллических фигурах никогда не бывает симметрии пятого порядка, а также осей симметрии выше шестого. Однако был найден важнейший закон, проводящий разницу между симметрией кристаллов и симметрией растений и животных. Для кристаллов пятерные оси и оси порядка выше шестого категорически запрещены. Но жизнь умудрилась получить квазисимметрию и квазикристаллы. Как получить квазикристаллы? При нестандартных условиях образуется сплав, упорядоченный в узоре, характерном для симметрии икосаэдра, который наряду с додекаэдром обладает осями симметрии 5-го порядка (то есть симметрия зависит от условий их образования). Исходя из этого, можно сделать три предположения, при каких условиях произошло жизнеобразование:

1. Живое образовалось в условиях совершенно не похожих на сегодняшние условия.

2. Произошел фазовый переход в окружающем пространстве, изменение ее симметрии.

3. Трудно представить – строение веществ было иным.

Кристалл – строго упорядоченное состояние вещества; атомы (или молекулы) находятся в узлах правильной решетки, никуда особо не движутся, а только слегка колеблются около положения равновесия. Жидкость же, напротив, есть совершенно неупорядоченное состояние вещества; атомы в ней движутся хаотично. Поэтому плавление происходит, когда атомы твердого тела начинают колебаться настолько сильно, что могут «сорваться» со своих мест и начать свободно гулять по кристаллу. Вот так на атомарном уровне выглядит кристалл, а так выглядит жидкость. Самая интересная часть – пропущена. Мы так и не ответили на вопрос, как зарождается фазовый переход, как же начинается плавление. Целый ворох вопросов. И задавая их, мы уже понимаем, что окунулись совершенно в другую область физики. В область, которая изучает не только стабильные начальные и конечные состояния системы, но и то, как процесс разворачивается во времени, как одно переходное, нестабильное состояние сменяет другое. Эта область физики называется кинетикой, в самом широком смысле этого слова. Существуют ли особенности плавления двухмерных кристаллов. Такая постановка вопроса может вызвать у читателя некоторое недоумение: а что, есть какая-то разница в поведении 1-, 2– и 3-мерных кристаллов? Да, оказывается, разница имеется, и притом существенная! Плавление двухмерных кристаллов оказалось настолько интересным и необычным процессом, что исследователи стали искусственно создавать двухмерные кристаллы (а точнее, системы, которые ведут себя как двухмерные кристаллы) с целью проверить предсказания теории. По современным представлениям плавление обычного, трехмерного кристалла происходит так. При повышении температуры амплитуда тепловых колебаний увеличивается, а значит возрастает подвижность отдельных атомов и групп атомов. Это – так называемая стадия предплавления. При температуре, равной температуре плавления, концентрация дефектов достигает критического значения – материал теряет прочность, кристалл распадается на множество мелких островков, которые начинают «плавать». При дальнейшем подводе тепла эти островки разваливаются на отдельные атомы – так получается жидкая фаза. Почему мы так долго задержались на физике кристаллов? Только потому, что только они дают ответы на вопросы, связанные с поведением молекул белка, их кинетикой в зависимости от условий и причин их самоорганизации. Теперь начинается интересное. Для контраста давайте рассмотрим одномерный кристалл, то есть просто бесконечную одномерную цепочку атомов, связанных между собой межатомными силами. Статистическая физика такой системы приводит к неожиданному результату: оказывается, в таком кристалле энергетически выгодно рождать коллективные длинноволновые колебания-фононы. Настолько выгодно, что при любой конечной температуре они будут самонарождаться: энергия тепловых колебаний атомов перейдет в энергию коллективных колебаний. И если амплитуда коллективных колебаний достигнет в данной точке определенной критической величины (а это рано или поздно случится), то кристалл в этом месте попросту разорвется! Заметьте, насколько важна здесь одномерность: то, что в трехмерном случае привело бы всего лишь к точечному дефекту, в нашем случае влечет за собой разрыв всего кристалла – ведь достаточно порваться всего лишь одной связи, и кристалл разрушится! Из этой качественной картины следует поразительный вывод: в одномерном случае при любой конечной температуре не существует устойчивого кристаллического состояния вещества! Как мы знаем, в белках все виды его построены из одномерных цепей, и только β-структуры двухмерные. Теперь можно предположить, что автоколебания самозарождаются из одномерных цепей белка, а появление дефектов в третичной структуре белка есть не что иное, как разрыв полимерной цепи. В двухмерном кристалле эти дефекты будут выглядеть как щель… Уж не эта ли щель и является свободной энергией, заставляющей самоорганизовываться белок? И последнее, цепи α-структуры не могут находиться в кристаллическом состоянии, следовательно, согласно нашей теории, они имеют только косвенное отношение к раковому процессу. А вот β-структуры самое непосредственное.

Кристаллографическая систематика, первоначально «придуманная» для минералогической кристаллографии, потом перешла и в физику твердого тела. Впоследствии, надо полагать, она перейдет и в биологические системы, и в космологию. Немецкий ученый Л. Зонке заменил кристалл дискретной системой материальных точек: кристалл из эмпирического объекта превратился в геометрический. Потом точки заменили лучами, а это уже в пределах физики… Инверсиальную систему можно распространить на все исследуемые объекты. Но без ответа остался вопрос, где инверсия геометрии на физические субстанции и живые системы. На наш взгляд, кристаллы – это материальное воплощение симметрии, место пересечения геометрии и материи. Кристаллы дали толчок и программу развития живым существам, явно и завуалировано присутствуя в них до настоящего времени. Живое подчиняется законам, которым подчиняются кристаллы. Хотя в живых существах оптическая ось симметрии заменилась на оси и плоскости тела, их структуры все равно продолжают оставаться оптическими системами. Полосатость хромосом, мышц, фотоактивность белка, воды, светочувствительность холестерина, флавопротеинов, цито– и криптохромов указывают на то, что свет является одним из основных регуляторов и интеграторов в живых организмах. Наши опыты показывают, что сфокусированные по спектру и по геометрии луча нормальные клетки при патологии рассеивают свет, а при раке этот «разброс» очень велик и поляризация луча незначительная. Образования светового конуса в коллоидных системах и аллотропной фазе протеина, а также и узкий, сжатый диапазон гемопротеидов (in vitro) подтверждают вышесказанное.

На наш взгляд, механизм, который участвует в кристаллообразовании и стереочувствительности химических веществ, задействован и в живом. Он же влияет на генетику и на течение биохимических реакций, которые находятся под его контролем. Все это позволяет говорить, что биофизика и симметрия, в плане интеграции, превыше биохимии в живых системах любого уровня. Характерной особенностью кристалла является периодичность его внутренней структуры. Параллелепипед, построенный на трех некомплиментарных векторах, образует примитивную ячейку кристалла. Регулярное повторение примитивной ячейки в трех направлениях без изменения ориентации вызывает получение идеального кристалла. Примитивная ячейка «кристалла» может быть аналогом «светлого» и «темного» магнитного домена, гипотетической «прямоугольной ямой» для решения проблем стоячих волн и т. д. Кроме трансляционной симметрии кристаллы обладают и вращательной симметрией. В живом мире эти две симметрии руководят всем и вся. Комбинация поворота с трансляцией приводит к появлению винтовой оси. При анализе явлений, которые можно назвать макроскопическими, кристалл ведет себя как однородное сплошное тело. В этом случае свойства кристалла зависят только от направления света в нем. Сложная структура примитивной ячейки не важна при анализе оптических, тепловых и упругих свойств кристаллов. В каждой группе имеются образующие элементы (генераторы), позволяющие получить все остальные элементы симметрии группы. Общее число элементов группы называется порядком группы. Все строго, все периодично, все по порядку. Всего имеется 27 некубических кристаллических классов и 5 кубических. Здесь уместен вопрос: на каких масштабах законы «кристаллообразования» заканчиваются и начинаются? Судя по всему, этот закон распространяется на всю неживую и живую объективную реальность… В неживой природе это разделение выражается в различных свойствах кристаллов, в живых системах это разделение играет ключевую роль в диссипативных процессах с участием белков, дифференцировании тканей, их внутренней сегментации и клеточной специализации. При нарушении соотношения 5:27 появляются не только соматические и психические болезни, но и рак! Рак появляется тогда, когда соотношение сдвигается в пользу кубических классов. Следовательно, рак – это необоснованный порядок и симметрия в асимметричной системе, появление в ней «кубизма» (который ближе к неживой материи).