Принцип стабильности вещества

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Принцип стабильности вещества (The principle of substance stability) или принцип обратных связей в иерархической термодинамике описывает термодинамические связи между всеми смежными иерархиями организованной материи. Впервые принцип был сформулирован и использован Г. П. Гладышевым в 1977 году для объяснения обогащения энергоемким химическим веществом живых существ в ходе биологической эволюции [1]. В дальнейшем принцип стабильности вещества был распространен на все иерархии живой материи и стал рассматриваться как движущая сила эволюции. Принцип получил название принципа Георгия Гладышева [2]. Одна из известных формулировок принципа может быть представлена в виде [3]: «При формирования или самосборке наиболее термодинамически стабильных структур высшего иерархического уровня (j), например, супрамолекулярного уровня, природа в соответствии со вторым законом спонтанно использует преимущественно наименее термодинамически стабильные структуры (доступные в данной локальной области биологической системы), принадлежащие к более низшему уровню, т.е. молекулярному уровню (j-1), и включает эти неустойчивые структуры в следующий более высокий уровень, то есть надмолекулярный уровень (j)».

Другими словами, принцип стабильности вещества утверждает, что каждая иерархическая структура биомира эволюционирует в поиске минимума удельной свободной энергии Гиббса ее образования. При этом наблюдается обогащение упомянутой структуры энергоемким веществом смежной низшей структуры. Стремление к минимуму указанного параметра наблюдается на фоне несамопроизвольных (неспонтанных) процессов, инициируемых окружающей средой [4]. Принцип позволил объяснить многие факты и сделать ряд предсказаний. Известные факты и явления, рассмотренные с позиции принципа, представлены в монографиях [5], обзорных статьях [6], [7], [8] и энциклопедиях [9], [10]. Принцип стабильности вещества рассматривается как принцип стремления природы к максимальной стабильности на всех иерархических уровнях[11] Создание банков данных типа MetaCyc позволяет применять принцип при изучении эволюционных превращений в физиологических условиях[12], [13], [14]


Для лучшего осознания действия принципа стабильности вещества можно добавить следующее пояснение. Все иерархические структуры живой материи находятся в близком к равновесию состоянии и стремятся к максимальной стабильности образующих их объектов. Однако вследствие притока энергии извне и действия принципа стабильности вещества эти динамические системы находятся в состоянии квазиравновесия. Равновесие в подобных системах пока они живы никогда не достигается. Принцип стабильности вещества способствует накоплению энергоемкого (нестабильного) вещества низших иерархий во всех высших иерархических системах, которое (вещество) постоянно распадается и воспроизводится до тех пор, пока существует жизнь. Жизнь циклически развивается по спирали, которая может трансформироваться или прерываться в результате периодического или случайного действия окружающей среды. Тенденция изменения стабильности объектов - составляющих иерархических структур в эволюционном развитии может быть установлена путем оценки изменения свободной энергии Гиббса при образовании этих объектов. Например, о стабильности или нестабильности химически соединений, используемых природой в качестве структурных молекулярных элементов клеток и организмов в эволюции, можно судить, определяя стандартную свободную энергию Гиббса образования этих веществ в физиологических условиях [15] [16].

[править] См. также

[править] Источники

  1. Gladyshev G.P. (1978). “On the Thermodynamics of Biological Evolution“, Journal of Theoretical Biology, Vol. 75, Issue 4, Dec 21, pp. 425-441 (Preprint, Chernogolovka, Institute of Chem. Phys. Academy of Science of USSR, May, 1977, p. 46).
  2. Gladyshev G.P. The Principle of Substance Stability Is Applicable to All Levels of Organization of Living Matter J. Mol. Sci. 2006, 7, 98-110 (PDF format, 130 K)
  3. Гладышев Г.П. Супрамолекулярная термодинамика – Ключ к осознанию явления жизни. Издание второе – М – Ижевск. ISBN: 59397-21982. 2003.
  4. Gladyshev G. P. Nature Tends to Maximum Stability of Objects in all Matter Hierarchies. Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR) Vol-3(Issue-3):1862 - 1866 · March 2017.]
  5. Гладышев Г.П. Супрамолекулярная термодинамика – Ключ к осознанию явления жизни. Издание второе – М – Ижевск. ISBN: 59397-21982. 2003.
  6. Gladyshev G.P. On General Physical Principles of Biological Evolution, International Journal of Research Studies in Biosciences. Volume 5, Issue 3, 2017, Page No: 5-10.
  7. Gladyshev G.P. The principle of substance stability is the driving force of evolution.
  8. El-Diasty. F. Origin of Order: Emergence and Evolution of Biological Organization as a Problem in Thermal Physics. Advances in Life Sciences, 1, 2011, pp. 30-39.
  9. Principle of substance stability, Энциклопедия EoHT
  10. Encyclopedia Nation Master (USA)
  11. Gladyshev G.P. Nature Tends to Maximum Stability of Objects in all Matter Hierarchies. Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR) Vol-3, Issue-3, 2017 ISSN: 2454-1362.
  12. Gladyshev G.P. The principle substance stability creates the design of living beings and systems, Norwegian Journal of development of the International Science, No 16/2018 ISSN 3453-9875.
  13. MetaCyc metacyc.org
  14. BioCyc biocyc.org/PGDBConceptsGuide.shtml#gibbs
  15. Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. Химическая термодинамика органических соединений. Издательство «МИР», Москва, 1971.
  16. MetaCyc

[править] Литература

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты