017

Trochę ciekawostek – na weekend (czego to ludzie nie wymyślą ...

Dla zrozumienia specyfiki biologicznego i psychicznego czasu i przestrzeni istotne znaczenie ma zapoznanie się z tezami materializmu dialektycznego na temat tych fundamentalnych kategorii.

Dialektyka materialistyczna wskazuje, że czas i przestrzeń są podstawowymi formami istnienia materii: “Przestrzeń i czas są zasadniczymi formami bytu" (F. Engels, “Anty-Diihring". W-wa 1948, s. 64). Nie istnieją czas i przestrzeń odrębnie od materii. Stanowią one nierozerwalną jedność. W.I. Lenin stwierdza, że uznanie obiektywnej realności czasu i przestrzeni stanowi nieunikniony wniosek z istnienia poruszającej się materii: “Na świecie nie ma nic, oprócz poruszającej się materii, i poruszająca się materia nie może poruszać się inaczej, jak w przestrzeni i czasie".

Należy stwierdzić, że pojęcia przestrzeni i czasu doznały istotnej ewolucji w toku rozwoju nauki. Rozumienie szczególnej roli czasu we wszystkich dokonujących się procesach i strukturach samej “czasoprzestrzeni" jako szczególnej fundamentalnej kategorii przyszło dopiero względnie niedawno, w zasadzie wraz z rozwojem relatywistycznej fizyki i kosmologii. Nawet tak wielki myśliciel jak Hegel pisał: “Nie ma nauki o czasie, obok nauki o przestrzeni, geometrii".

Obecnie powstała nowa dyscyplina naukowa – “chronometria" nauka o czasie we wszystkich jego możliwych aspektach. Do powstania jej w poważnym stopniu przyczyniło się zrozumienie przez fizyków i filozofów tego faktu, że “jakościowa specyfika realnego czasu nie wyraża się w zasadniczej niemożliwości jego racjonalnego zrozumienia lecz w specyfice jego właściwości, które mogą być wyrażone w ścisłym języku nauki".

Dla dalszej naszej analizy istotne jest także stwierdzenie, że przestrzeń i czas, będąc realnymi kategoriami materialistycznymi, posiadają strukturę metryczną i topologiczną, która może zmieniać się, szczególnie podczas czynności psychicznych.

Znane są właściwości topologiczne naszej przestrzeni – trójwymiarowość, ciągłość, rozciągłość oraz właściwości topologiczne obserwowanego przez nas czasu – jednowymiarowość, ciągłość, spójność, uporządkowanie czasowe, jednokierunkowość. Właściwości te odzwierciedlają całościowość, charakter jakościowy otaczających nas przestrzeni i czasu.

Obok tego, przestrzeń i czas posiadają właściwości metryczne odbijające aspekty ilościowe – długość, jednorodność, izotropowość, krzywiznę – dla przestrzeni, oraz jednorodność – dla czasu. Dalej czytelnik będzie mógł przekonać się, na ile komplikują się topologiczne i metryczne właściwości przestrzeni i czasu w procesach czynności psychicznych człowieka.

Pogłębiona analiza wykazała, że przestrzeń i czas występują jako złożone, obiektywnie istniejące pojęcia. Klasy i rodzaje czasu określane są przez różnego rodzaje zjawiska przyrody. Tak więc wprowadzono pojęcia czasu grawitacyjnego, elektromagnetycznego, atomowego, termodynamicznego, entropijnego. Ostatnio wykazano, że czas ma swoje szeregi poli- i izomorficzne. Chronometria uznaje zróżnicowanie układów przestrzenno-czasowych oraz szczególny właściwy im przyczynowo-skutkowy związek zjawisk, co jest istotne dla dalszej naszej analizy złożonych zjawisk psi.
III.6.1. Definicja pojęcia czasu

Dla lepszego zrozumienia zmiany właściwości czasu podczas zjawisk psi należy rozpatrzyć samą kategorię czasu.

Trzeba stwierdzić, że sformułowanie wyczerpującej definicji pojęcia czasu jest bardzo trudne. Jedna z możliwości polega na tym, że czas określa się przez długotrwałość procesów lub jako porządek następstwa zjawisk. Znany radziecki astrofizyk prof. N.A. Kozyriew stwierdza: “Czas posiada pewną absolutną właściwość, która może zostać określona jako ukierunkowanie, czy upływ czasu". Tak więc, istnieje pojęcie fundamentalne – upływ czasu, ukierunkowanie czasu, następstwo w jego zmienianiu się od przeszłości ku przyszłości. Problem upływu czasu od przeszłości do przyszłości, czyli jednokierunkowości czasu, jest bardzo istotny, gdyż nieodwracalność czasu stanowi jedno z najważniejszych odróżnień czasowej formy istnienia materii od formy przestrzennej, a oprócz tego jest to jedno z podstawowych, zasadniczych założeń w fizyce klasycznej.

Jednocześnie już w końcu XIX wieku Ludwig Eduard Boltzmann związał zmianę entropii z ukierunkowaniem czasu. Idea ta znalazła następnie rozwój w pracach Hansa Reichenbacha, który nawet samo pojęcie czasu wywodzi z entropii. Reichenbach dochodzi do wniosku, że kierunek, w którym przebiega większość procesów termodynamicznych w układach odizolowanych, jest kierunkiem dodatniego biegu czasu. Myśl tę poparł znany radziecki fizyk prof. J. Terlecki, który uznał, że kierunek upływu czasu jest wyznaczany wyłącznie przez proces wzrostu entropii. W taki sposób Już ten najkrótszy przegląd wykazuje całą złożoność zagadnienia właściwego rozumienia i definicji czasu jako realnej kategorii fizycznej.

Niewątpliwe wszakże jest jedno: jakiekolwiek kryteria zastosujemy dla zdefiniowania czasu, materialistyczno-dialektyczne pojmowanie czasu i przestrzeni jako obiektywnej realności, uniwersalnej formy przejawiania się poruszającej się materii zachowają swe fundamentalne znaczenie dla nauki. W.I. Lenin wskazał, że “filozofia negująca obiektywną realność czasu i przestrzeni,... jest bezsensowna, wewnętrznie zgniła i fałszywa".

Poznanie wszystkich aspektów przestrzeni i czasu będzie oczywiście pogłębiać się w nieskończoność wraz ze wzrostem i rozwojem wiedzy naukowej. Dynamiczny rozwój nauki współczesnej prowadzi do wniosku, że właśnie obecnie ma miejsce przechodzenie do nowego rozumienia istoty czasoprzestrzeni na poziomie mikro i makro, co być może zmusi do rewizji wiele istniejących założeń w tej dziedzinie fizyki. Jak słusznie stwierdzają filozofowie i fizycy radzieccy, “już obecnie wiele względów przemawia na korzyść tego, że będziemy zapewne musieli zetknąć się z topologicznymi “dziwactwami" czasoprzestrzeni i okażą się one o wiele bardziej nieoczekiwane niż te, które wykryła teoria względności na poziomie metrycznych właściwości fizycznego continuum".13) Badanie biologicznej i fizycznej przestrzeni i czasu naocznie manifestuje zasadność tego stwierdzenia.
III.6.2. Ogólne założenia biologicznego czasu i przestrzeni

Wszystkie powyższe wywody dotyczyły w równej mierze materii żywej i nieożywionej. Organizmy żywe, a wśród nich zwłaszcza człowiek, stanowią jednak szczególną czasoprzestrzenną formę istnienia materii, szczególny funkcjonujący układ. Znakomity uczony rosyjski Władimir Wiernadski już dawno wskazywał w swych pracach, że istnieją różnice między czasoprzestrzenią żywą i nieżywą, zwracali też na to uwagę liczni inni badacze.

Dziś znane są fakty potwierdzające odmienność właściwości topologicznych i metrycznych przestrzeni i czasu układów żywych i nieżywych. Czas biologiczny np. jest niejednorodny i upływa nierównomiernie wobec nieustających zmian organizmu (wzrost, starzenie się) oraz dzięki zdolności organizmu do gromadzenia informacji.

Zdaniem J. Withrowa, jedna z przyczyn specyfiki czasu biologicznego polega na tym, że “jest on w istocie czasem wewnętrznym, związanym z obszarem przestrzeni zajmowanym przez żywe komórki, który jest względnie odizolowany od pozostałego wszechświata".

Odmienność cech czasu w obiektach biologicznych ujawnia się także gdzie indziej: np. czas okazuje się ściśle związany z informacją. Otóż według J. Zemana nagromadzenie informacji oznacza spowolnienie czasu: w trakcie rozwoju organizmu tej samej ilości czasu fizycznego opowiada coraz większa ilość pochłanianej i gromadzonej informacji. Wobec tego czas względem procesów informacyjnych spowalnia się, natomiast utrata informacji prowadzi do przyśpieszenia czasu, zwiększeniu szybkości jego biegu. Im wyższy jest więc poziom organizacji układu żywego, tym większa jest liczba zachodzących w nim zdarzeń oraz ilość gromadzonej informacji, i tym wolniej upływa czas własny żywego organizmu. Henri Bergson również podkreślał tę specyfikę czasu żywego organizmu, wiążąc ją, co prawda, ze szczególnym wewnętrznym pierwiastkiem duchowym.

Z powyższego wynika, że czas biologiczny w układach żywych posiada specyfikę jakościowo nową w porównaniu ze zwykłym czasem fizycznym.

Rozważmy cechy szczególne biologicznego czasu i przestrzeni, albowiem na ich podstawie powstają wyjątkowe właściwości “czasoprzestrzeni" psychicznej.
III.6.3. Specyfika biologicznego czasu i przestrzeni na różnych poziomach organizacji
materii ożywionej

Z przytoczonych powyżej ogólnych opisów filozoficznych przestrzeni i czasu fizycznego i biologicznego wynika złożoność istoty gnoseologicznej tych kategorii. Okazuje się jednak, że trudności w definiowaniu tych pojęć wzrastają jeszcze bardziej, gdy dokonuje się analizy ich struktury na różnych poziomach.

Swoistość czasu i przestrzeni na różnych poziomach organizacji materii została stwierdzona przez uczonych. Filozof i fizyk A.M. Mostiepanienko twierdzi, że geneza czasoprzestrzeni makroskopowej i jej właściwości topologicznych jest uwarunowana “jakimiś bardzo głębokimi materialnymi zjawiskami i prawidłowościami, leżącymi na poziomie mikro".14)

Obecnie nie posiadamy danych o różnicach w fizycznych właściwościach atomów w cząsteczkach układów ożywionych i nieożywionych. Dlatego też możliwa jest jedynie analiza danych dotyczących samych cząsteczek. Szczególną analizę właściwości termodynamicznych przeprowadził znany radziecki biofizyk K.S. Frinczer. Na podstawie własnych danych eksperymentalnych oraz przytoczonego obszernego materiału innych badaczy Trinczer wykazał, że w procesie czynności fizjologicznych w ustroju ciepło nie wytwarza się, wobec czego entropia nie powstaje. W każdej metabolizującej komórce w trakcie procesu wewnętrznej pracy zachowującej jej strukturę i spełniającej zadania specjalne (przewodzenie impulsu nerwowego, kurczenie mięśni, pochłanianie tlenu) ciepło nie jest generowane ani wydzielane, a więc entropia nie zachodzi. Komórka jest układem dynamicznym, pracującym w temperaturze destrukcji cieplnej swej struktury. Powyższe wiąże się z tym, że w komórkach działa unikalny mechanizm zachowania ich struktury i wykonywania specjalistycznych prac.

Wszystko to związane jest z faktem, że termodynamika układu żywego jest przede wszystkim termodynamiką głównego składnika komórki – wody wewnątrzkomórkowej, której stan nie poddaje się opisowi w ramach termodynamiki układów nieożywionych. Cząsteczki wody i białka tworzą swoistą roboczą jednostkę strukturalną w żywej komórce: ich przejścia mikrofazowe z postaci ciepłostałej ciekłej w postać ciepłochwiejną krystaliczną przy ciągłym wydatkowaniu energii jest tym podstawowym zjawiskiem, które czyni komórkę strukturą unikalną na świecie oraz, być może, cząsteczkowym podłożem zjawisk ME i FV.

Niektórzy uczeni wypowiadają pogląd, iż samą definicję życia należy sformułować, wychodząc z negentropijnych właściwości i cech żywej materii, co jest szczególnie istotne dla naszych wywodów na temat czasu w układach żywych. Wynika stąd logiczny wniosek, iż “...istnienie życia polega na procesach, skierowanych przeciwko wzrostowi entropii... Oznacza to, że w organizmach w niektórych procesach bieg czasu może różnić się od światowego biegu czasu".

Podążając za logika naszych rozważań można założyć, że w mikroprzestrzeni makrocząsteczek biologicznych czas ma bieg niezwykły. M.in. w związku z tym, że w mikroskali biocząsteczek entropia nie zachodzi, czas upływa tam w kierunku przeciwnym światowemu upływowi czasu. Ten pierwszy upływ czasu można określić jako ujemny, gdy uznamy, że ogólny upływ światowy jest dodatni.

Należy tu zwrócić uwagę na pewien interesujący szczegół dotyczący “termodynamicznego" czasu żywego organizmu. Jeżeli w swym całokształcie organizmy żywe jako układy makro rozwijają się i ewoluują przy dodatnim światowym upływie czasu, to komórki wewnątrz organizmu mają upływ czasu ujemny.

Wszystko to oznacza, że nawet na poziomie mikro układy żywe posiadają unikalną zdolność zmieniania biegu czasu, i – jak wyniknie z dalszych rozważań – swój najpełniejszy wyraz znajduje to w dynamicznych zmianach właściwości czasu przy wyższych postaciach ruchu materii – podczas czynności psychicznych człowieka.

W taki sposób analiza termodynamicznych cech układów biologicznych wykazuje, że organizmy żywe wyróżniają się specyfiką swego czasu i przestrzeni na wszystkich poziomach ich złożonej organizacji. W układach żywych zostaje “naruszona" jedna z najważniejszych topologicznych właściwości czasu, a mianowicie jego czasowe uporządkowanie. To zaś polega na tym, że “czas nie może płynąć w obu kierunkach naraz". Tymczasem w organizmie żywym taka prawidłowość zachodzi: w komórkach przebiegają procesy negentropijne, tj. ma miejsce ujemny upływ czasu, organizm zaś jako układ makro rozwija się oraz starzeje i w stosunku do niego zachowuje ważność zwykłe światowe uporządkowanie liniowe czasu (upływ dodatni).

Gdy rozpatrzymy związek informacji i czasu, to i tu odsłaniają się niezwykłe właściwości układów żywych. Najwyraźniej ta specyfika biologicznego czasu i informacji przejawia się w komórkach płciowych – gametach. Jak wiadomo, gametogenezie, a więc procesowi powstawania komórek płciowych towarzyszy przenoszenie całej informacji o właściwościach i przyszłym rozwoju organizmu potomnego z organizmu rodzicielskiego do pojedynczej wyspecjalizowanej komórki – gamety (komórki jajowej lub plemnika). W taki sposób, w komórkach gametowych w zakodowanej, zwięzłej formie skupia się olbrzymia w swym zakresie informacja o przyszłym rozwoju organizmu potomnego. Inaczej mówiąc, w komórkach tych zostaną zapisane, założone parametry przestrzenno-czasowe całego przyszłego rozwoju organizmu: szybkość, przebieg, ukierunkowanie, kolejność faz, zmiana stadiów, procesów, zmiany geometrii itd.

Uznając za słuszne przytoczone powyżej założenia J. Zemana odnośnie relacji między informacją a czasem, musimy stwierdzić, że w gametach czas niezwykle spowalnia się, dzięki założonej w nich olbrzymiej sumie informacji. Innymi słowy, można założyć, że w gametach czas (czy też jego kodujące analogi) jest “ściśnięty", “zgęszczony" do chwili, gdy zacznie się przejawiać w rozwijającym się zarodku. Nie jest wykluczone, że taka koncentracja czasu zachodzi kosztem zmiany geometrii “czasoprzestrzeni" kodujących struktur genetycznych. Całkiem możliwe jest też, że w gametach zachodzi swoiste “zwijanie" procesu czasowego w proces przestrzenny, dzięki czemu informacja może być przechowywana przez czas dłuższy.

Z tego co powiedzieliśmy wynika, że już na poziomie cząsteczkowym i komórkowym występują niezwykłe związki układów biologicznych z realnymi fizycznymi czasem i przestrzenią oraz mają miejsce ich niezwykłe zdolności do zmieniania wewnętrznych parametrów czasoprzestrzennych. Jeszcze jaskrawiej wyraża się to w organizmie jako całości, szczególnie w odniesieniu do czynności psychicznych, zaliczających się do wyższych form ruchu.