Принцип стабильности вещества

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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].

См. также[править]

Источники[править]

  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

Литература[править]

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Принцип_стабильности_вещества&oldid=1031424