Относящееся к науке но не подходящее ни к одному разделу
Ответить
Мишин
Участник
Баланс:1143
 
Сообщения: 74
Регистрация: 02.12.2019

Биоматематика и бессмертие

Мишин » 28.02.2021 11:37

+
5
-
На протяжении долгих лет в научном мире бытовало мнение, что живые существа не поддаются описанию методами механики, физики или математики — они слишком сложны и обладают непредсказуемым поведением. Одним из первых опроверг это утверждение французский врач Жюльен Ламетри. В 1747 году Ламетри написал ставшую впоследствии широко известной книгу «Человек-машина». В ней учёный изложил свои доводы в пользу того, что органы человеческого тела подчиняются научным законам, так же как другие механизмы. «Итак, мы должны сделать смелый вывод, что человек является машиной…» — писал Ламетри. В то же время он прекрасно сознавал, как сильно живой организм отличается от простого механизма и отмечал: «Человек настолько сложная машина, что совершенно невозможно составить себе о ней ясную идею…»

Изображение

При жизни учёного его материалистические воззрения считали ересью. Его книги сожгла инквизиция, а сам он был вынужден бежать из Франции и до конца своих дней скрываться на чужбине. Тем не менее труды Ламетри стали предвестниками наступления физики и математики на казалось бы далёкую от этих дисциплин науку — биологию. Исследователи обнаружили сходство нервных волокон с электрическими проводами, начали понимать биофизику сокращения мышц и механическую целесообразность строения скелета.

Математика постепенно проникла не только в строение отдельного организма, но и в их сообщества. Уже в ХХ веке, точнее, в 1931 году, итальянский математик и физик Вито Вольтерра опубликовал в Париже книгу «Математическая теория борьбы за существование». В предисловии он написал, что «область применения этих исследований включает все проявления борьбы между индивидуумами некоторого сообщества; прирост одних получается благодаря гибели других, причём прирост и гибель могут быть оценены численно». Их можно рассчитать с помощью сложных дифференциальных и интегро-дифференциальных уравнений, названных уравнениями Вольтерры, — это математические уравнения, в которых присутствуют и дифференциалы и интегралы неизвестных функций.

Вот пример. Когда собираешь ягоды в большую корзину, то скорость сбора зависит от их количества на поляне, от скорости движения рук и перемещения по поляне. Скорость поступления ягод в корзину можно выразить дифференциальным уравнением. А суммарное количество ягод в корзине описывается интегралом по времени от скорости сбора. Если же учесть, что по мере накопления ягод в корзине движение по поляне замедляется, поскольку накапливается усталость и корзина становится всё тяжелее, то окажется, что даже такое простое занятие, как сбор ягод, описывается интегро-дифференциальным уравнением.

Вито Вольтерра показал, что эти уравнения описывают, например, циклические колебания числа хищников и травоядных. Бывают времена, когда охотники сдают много заячьих шкурок, но мало рысьего меха. И наоборот: изобилие корма помогает быстрому росту количества рысей, которые сокращают численность зайцев. В такое время охотники добывают много рысьих шкур, а заячьих сдают меньше, чем обычно. А когда из-за голода поголовье рысей сокращается, зайцы снова размножаются. Математика оказалась настолько могучим средством познания природы, что смогла точно описать уравнениями борьбу за существование тысяч рысей, притаившихся на деревьях в ожидании зайцев, и сотен тысяч пробирающихся по лесным тропинкам зайцев, избегающих встреч с рысями. Подобные процессы протекают и в других биологических сообществах, например среди хищных рыб и рыб, питающихся водорослями и планктоном.

В первой половине ХХ века американский физикохимик Альфред Лотка провёл аналогичный математический анализ колебания численности людской популяции и внёс важный вклад в разработку уравнений, описывающих такую систему и названных позднее уравнениями Лотки—Вольтерры.


Сформировавшаяся в ХХ веке наука биоматематика, рассматривающая применение математических методов и алгоритмов в биологии, может охватить гораздо больше объектов, чем было доступно Вольтерре, в том числе объекты и феномены организма человека. Если биоматематика сумеет описать все важные процессы, протекающие в человеческом организме, мы сможем управлять ими.


В третьей книге трилогии «Астровитянка» предлагается математическое «решение бессмертия»:

«Для организма Homo sapiens была составлена невероятно сложная система дифференциально-интегрально-тензорно-групповых уравнений. Математическое решение этой системы уравнений описывало все жизненные процессы, происходящие внутри человеческого организма. Получение данного “решения жизни” было задачей исключительной сложности, но ещё более зубодробительной проблемой являлось “решение бессмертия”. Для него нужно было найти и наложить на исходную систему уравнений — то есть на сам организм — такие условия, при которых жизненные процессы в человеке оказывались бы не лимитированы по времени, например, деление клеток не затухало бы по истечении нескольких десятков лет в судорогах апоптоза, а продолжалось бы неограниченно».

Вот пример того, что биологические процессы, как в больном, так и в здоровом организме, подчиняются законам физики и математики. Малярийный паразит забирается внутрь клетки крови — эритроцита, размножается там, выедая питательные вещества, а заодно готовит выход наружу народившегося потомства. Когда подходит момент «рождения», в дело вступают биомеханические процессы, и эритроцит, превратившийся к этому времени в округлый мешок, где бьётся дюжина паразитов, выворачивается, как перчатка, выбрасывая их наружу. Возбудители малярии не знают физики и математики, но «умеют» управлять физико-механическими процессами. Эволюция выработала у них особые способности, которые нужны для того, чтобы проникнуть в прочную клетку и подготовить её к выворачиванию. А это очень непростой процесс, учитывающий упругие свойства двухслойной клеточной мембраны, поверхностное натяжение и многие другие факторы. Можно победить малярийного паразита, если понять в деталях процесс его размножения и изменить свойства эритроцита так, чтобы тот выполнял свои функции, а паразит не мог больше им командовать.

Вирусы, которые даже не являются живыми организмами, а представляют собой достаточно сложные молекулы, оказываются прекрасными «взломщиками». Они «знают», каким способом вскрыть прочную оболочку клетки и проникнуть внутрь для размножения. Помешать им можно, только изучив в деталях механизм проникновения вируса в клетку…

Каждая клетка организма человека похожа на самостоятельный город-крепость с эффективной организацией подвода ресурсов и отвода отходов. В нём есть центр управления, крепост-ные стены, дороги. Город-клетка может самовоспроизводиться, делясь пополам и образуя две полноценные клетки. По трубчатым шоссе этих городов перемещаются в нужном направлении грузы — сложные молекулы, упакованные в шарообразные «автомобильчики», которые приводятся в движение не моторами, а своеобразными «ногами». Они поочерёдно отталкиваются от поверхности трубки и продвигают «автомобильчики» вперёд.

Клетка полна наномашин — механических устройств, созданных из отдельных молекул. Для передвижения наномашины могут использовать электрический мотор, который вращает жгутик, имеющийся у многих бактерий, и превращает их в микроскопические подводные лодки. В клетке-крепости есть центральный зaмок — ядро, в котором хранится генетическая библиотека, есть вокзалы и сортировочные станции, где внутриклеточные транспортные средства разгружаются, а груз отправляется дальше строго по назначению. Специальные колонны поддерживают прочные стены, пропускающие в город «своих», но защищающие его от врагов. Среда внутри города-клетки отличается от внешней, она подобрана так, чтобы его обитателям было комфортно жить и трудиться. Внутри города есть несколько фабрик. На одних вырабатывается энергия, запасаемая в виде специальных молекул, на других производятся необходимые клетке сложные белки.

Процесс создания молекул, которые нужны, например, для роста клеточной стенки, очень сложен: различные органеллы клетки сближаются, обмениваются информацией и соединяются, чтобы произвести нужную молекулу, а потом снова расходятся. Отдельные клетки объединяются в органы.

В человеческом организме всё устроено в высшей степени целесообразно. Человек — это супермашина, состоящая из множества клеток-городов, где есть «стражи», защищающие его от внешних инфекций, и «ремонтники», залечивающие полученные по-вреждения.

На нынешнем этапе развития науки биология описывает жизнь клетки и организма в целом, ещё не зная до конца, что в нём происходит, как и почему.

Ник. Горькавый. Астровитянка. — СПб.: Изд-во АСТ, Астрель, 2008.
Ник. Горькавый. Неоткрытые миры — СПб.: Изд-во АСТ, Астрель, 2020.
Поделиться:

Аватара пользователя
MoonBear
Участник
Баланс:4376
 
Сообщения: 271
Регистрация: 02.06.2020

Re: Биоматематика и бессмертие

MoonBear » 14.03.2021 09:42

+
6
-
Каждый раз, не зависимо от того, сегодня мы размышляем о теле человека или, как в данном случае, это происходило несколько столетий назад, напрашиваются схожие выводы. Конечно, их трактовка может разниться, опираясь на сиюминутную идеологию, религия или правила, принятые за нормы.

Открытые и объективно действующие законы природы, почти полностью описывают всю функциональную работу человеческого организма. Включая процессы био-химии, -физики, не забывая по электричество. Благодаря чему, медицина достигла впечатляющих результатов, позволив нашим телам существенно увеличить срок их реальной технической эксплуатации.

Выяснив все вопросы, связанные с как работает организм, остался самый главный - почему. Вот тут начинаются кардинальные расхождения, делящиеся на несколько направлений:
первое - окультно-религиозное, принимающее на слепую и бездоказательную веру некую систему, вкладывающую Души в людей,
второе - физиологическое, взявшее за основу теорию, что развитие нервной системы переросло из количества в качество, запустив механизм самоидентификации со способностью критического мышления.
третье - предполагающее, что существуют неизученные поля (название условное), объективное наличие которых, давно установлено, но возможности (или желание) сегодняшней, традиционной науки не позволяют их фиксировать.

Приняв во внимание все три направления, можно сделать общий вывод, проведя аналогию с компьютером. Мозг используется как набор: материнская плата, внешний накопитель, процессор, ОЗУ, BIOS и прочее. А, вот как загружена и что представляет собой операционная система, позволяющая осознавать свое Я - относится к главному вопросу.

Первые два направления, это, по сути, путь в никуда. Их идейные вожди уже объявили о достижении конечной точки познания, закрепив ее догматами. Должен заметить, прямо противоположными по сути, но не по накалу. Отсюда, видимо и сходство методик, основанных на нетерпимости к другой точке зрения и мнению.

Значит, остается только третье направление, способное объединить человека-машину с его программным обеспечением.

Аватара пользователя
Director
Эксперт
Баланс:13237
 
Сообщения: 620
Регистрация: 20.06.2018

Re: Биоматематика и бессмертие

Director » 14.03.2021 19:20

+
7
-
Коллега MoonBear высказал несколько глубоких мыслей, и я бы хотел их прокомментировать и по-возможности развить.
MoonBear писал(а):
14.03.2021 09:42
Выяснив все вопросы, связанные с как работает организм, остался самый главный - почему.
...
Вот тут начинаются кардинальные расхождения, делящиеся на несколько направлений:...
Соглашаясь с оценкой расхождений как кардинальные , я бы попробовал найти моменты, которые объединяют все эти три направления.
первое - окультно-религиозное, принимающее на слепую и бездоказательную веру некую систему, вкладывающую Души в людей,
Ну таки да, существует некоторая непознанная "система", благодаря которой тело организмов (в т.ч. человека) становится живым. А если часть этой "системы" покинет тело, то оно становится неживым.
второе - физиологическое, взявшее за основу теорию, что развитие нервной системы переросло из количества в качество, запустив механизм самоидентификации со способностью критического мышления.
Ну таки да, в простейших организмах нервная система простейшая и поведение такого организма простейшее. И мы знаем, что в процессе развития нервная система в организмах усложняется.
Другое дело, что под "нервной системой" надо понимать не только лишь комплексы физиологических, вещественных клеток, а также и некие НЕвещественные комплексы объектов из "системы", описанной в первом пункте.
третье - существуют неизученные поля (название условное), объективное наличие которых, давно установлено, но возможности (или желание) сегодняшней, традиционной науки не позволяют их фиксировать.
Ну таки да, существуют неизученные объекты входящие в "систему", описанную в первом пункте. Наиболее частое их название - "биополе".
И их объективное наличие действительно установлено.
И официальная наука действительно не желает их признавать.

Таким образом, все три подхода оказываются не такими уж и противоречащими друг другу.
И коллега MoonBear совершенно правильно объединяет все три подхода на наглядном примере ИнформТехнического устройства.
Приняв во внимание все три направления, можно сделать общий вывод, проведя аналогию с компьютером. Мозг используется как набор: материнская плата, внешний накопитель, процессор, ОЗУ, BIOS и прочее.

А, вот как загружена и что представляет собой операционная система, позволяющая осознавать свое Я - относится к главному вопросу.

Значит, остается только третье направление, способное объединить человека-машину с его программным обеспечением.
Компьютер, подключенный проводом к эл.питанию и подключенный БЕЗпроводным вай-фай приемником к глобальной информ.сети - это действительно хороший наглядный пример живого организма (в т.ч. человека).

Без подключения к эл.питанию, компьютер представляет собой бесполезный мертвый кусок.

Без подключения к информ.сети, компьютер представляет собой бесполезный тихо жужжащий кусок.

А живым может быть только организм, который
- получает энергию для нормального функционирования всех своих составных частей (т.е. имеет тело с нервами, "хард"),
И
- обменивается информацией с некоей информ.сетью (т.е. в теле установлен "кусок софта" совместимый с "основным софтом" сети).

Наука весьма неплохо изучила устройство тела, но, по причине своего врожденного антагонизма с религией, догматически отвергает существование Информ.сети.

Сейчас надо направить здоровые, недогматические научные силы на изучение "софта" (биополей, морфогенетического поля, эгрегоров, Души, Духа, и т.п.)

Наш Институт - это именно такое новое научное учреждение.

Аватара пользователя
sasha5060
Участник
Баланс:32
 
Сообщения: 2
Регистрация: 31.03.2021

Re: Биоматематика и бессмертие

sasha5060 » 01.04.2021 13:36

+
1
-
Теория вероятностей с удовольствием использует модель Вольтерра, модель хищник -жертва при исследовании формулы Пуассона. А что касается человек -автомат, то человечество давно к этому стремится. Роботы известны и по фильмам  и по литературе. Единственное пока не могут найти алгоритмы таким понятиям -стыд, любовь, страдание, совесть и т.д. Если бы смогли дать алгоритм понятию "изобретение" то ЭВМ давно бы обыгрывало в шахматы гроссмейстеров потому, что некоторые ходы мастеров иногда ничем не объяснимы и приравниваются к изобретению т. к. приводят к выигрышу.  
отсутствие новостей - это иногда наилучшая новость

Аватара пользователя
MoonBear
Участник
Баланс:4376
 
Сообщения: 271
Регистрация: 02.06.2020

Re: Биоматематика и бессмертие

MoonBear » 02.04.2021 15:56

+
4
-
Соглашусь с коллегой sasha5060, что в мире программ, т.е. чистой математики, не может быть переменных свойств, имеющих неопределенное значение и величинЫ, когда допустимы ошибки уровня деления на ноль, в работающей системой заканчиваются фатальным сбоем.

Но, дело не только в том, что
sasha5060 писал(а):
01.04.2021 13:36
... таким понятиям -стыд, любовь, страдание, совесть и т.д.   
невозможно подобрать определение. Нет у них значения, совсем нет. Это абстракция, плод человеческого воображения, каждый раз создающаяся в каждом конкретном обществе для оптимизации системы совместного выживания. Речь идет о своде правил, смягчающим эволюционный, естественный отбор, где каждый за себя, вводя новое понятие, я даю жить тебе, а ты - мне.

Если, обратили внимание, страны заигравшиеся в либерализм, где уже официально самореализация человека называется социальным дарвинизмом, начинают вполне отчетливо терять из этих императивов часть содержания. Любовь заменяется расчетом, стыд и страдание - равнодушием.

К сожалению, я не помню произведение, возможно это у Стругацких, но там красиво показана ситуация с программированием реакций шаблонного человека. Один из героев написал компьютерную программу для генерации докладов своего начальника, зная его стиль и образ мышления. Конечно, с учетом переменных курса партии и текущих цифр. Во время очередного заседания, показав будущий доклад, попросил коллегу, сличить, насколько результат выйдет удачным. Таковым он и оказался.

По поводу
sasha5060 писал(а):
01.04.2021 13:36
... то ЭВМ давно бы обыгрывало в шахматы гроссмейстеров потому, что некоторые ходы мастеров иногда ничем не объяснимы и приравниваются к изобретению т. к. приводят к выигрышу.  
то этот вопрос давно и окончательно закрыт. Компьютер, а, правильнее будет сказать, программно-аппаратный комплекс, если игра происходит локально или шахматный движок, развернутый на удаленном сервере, не просто перестали быть соперником, но и дают фору человеку, без которой он быстро "кладет" короля.

Даже версии для мобильных современных устройств способны вызвать серьезные затруднения у настоящих гроссмейстеров. Вопрос знаю не по наслышке, несколько знакомых, из числа крепко играющих, давно махнули рукой на сложившуюся ситуацию. Используют возможности программы для своих теоретических расчетов, как мы пользуемся калькуляторами, подсчитывая цифры. Можно на листочке столбиком, но с ним быстрее, так и здесь - зачем разыгрывать комбинацию, когда за тебя ее сделает программа.

Для желающих узнать поподробнее, оставлю ссылку на Хабр:
https://habr.com/ru/post/390821/

Ответить
   ПОМОЩЬ по форуму!