NATURS FRAKTMATTER: DEL I

Källa: http://www.johnagowan.org/naturepattern1.html

JOHN A. GOWAN aug., 2010
e-mai:
[email protected]
[email protected]

hemsida (sidan 1)
hemsida (sidan 2)
E-Bok

Innehållsförteckning: Del I

     Abstrakt
     Introduktion
     Den mikrofysiska riket
     Nivå 1: Elementära partiklar
     Nivå 2: Atomer, Elements; Kärnfusion
     Nivå 3: Organiska polymerer, kristaller
     Nivå 4: Kemiska system, RNA
     Den biofysiska riket
     Nivå 5: cellen; DNA
         Cellnivån 6: Organism
     Nivå 7: Arter
     Nivå 8: Gaia
         Mänsklighetens biologiska roll
         (gå till del II)

(Jag rekommenderar att läsaren konsulterar “förordet” eller “guiden” till det här dokumentet, vilket finns i “Om papper: En introduktion” (avsnitt III)).

Abstrakt
(Se: Fractalorganisationen av naturen (tabell)) (även i botten av detta dokument)

En General Systems-modell av universum presenteras, baserat på ett fraktalparadigm. En 4×3 “metrisk” eller fraktalalgoritm föreslås som organiseringsprincipen för de mikrofysiska, biofysiska, astrofysiska och metafysiska rikerna. Algoritmen uttrycks genom fysikens bevarandelagar och -styrkor, symmetribrytande och skapandet av materia under “Big Bang”, dimensionerna av rymdtid, kvantumreglerna av atomär ordning, familjer av elementära partiklar, strukturen av baryoner , alfa partiklar, kolatomer, kols molekylära och kristallbindningar, DNA, den genetiska koden, den nukleosyntetiska vägen för stjärnor, gravitation etc. Det mänskliga sinnet har upptäckt denna ordning både intuitivt och rationellt, där det finner uttryck i 4×3 (och 4×4) mönster av mytologiska, ockulta, religiösa, filosofiska och vetenskapliga “världssystem” och kosmologier.

    En modell av den enhetliga fältteorin presenteras som ett exempel på hur fraktal algoritmen kan användas i systemmodellering. I sin mest generella form består den 4-deliga algoritmen av en inmatning av energi, följt av två komplementära bevarandelägen och slutar sedan med en återställande kraft som antingen returnerar systemet till dess verkliga ursprungliga tillstånd eller lyfter den till en “harmonisk complexion “eller resonansanalog av det ursprungliga tillståndet.

Introduktion

Begreppet hierarkisk ordning är grundläggande för General Systems teori (Bertalanffy, 1968). Utställningen av fraktalgeometri (Mandelbrot 1983) gav upphov till ett nytt naturligt paradigm som erbjöd en teoretisk och matematisk grund för system i allmänhet och deras hierarkiska egenskaper specifikt: det är den fraktala naturen i universum vi ser i dess hierarkiska struktur, systemiska karaktär, och organisk anslutning. Självliknande replikering och harmonisk resonans är naturliga egenskaper hos fraktalstruktur och organisation.

Fysiska bevis för driften av en universell 4×3 fraktal algoritm som producerar en resonans kosmisk ordning presenteras i tabell 1. Detta är ett hierarkiskt arrangemang som omfattar 4 realmer: mikrofysiska, biofysiska, astrofysiska och metafysiska (mänskliga begreppsmässiga). Den fraktalalgoritm som producerar denna hierarki är en 4×3 komplexdrivning som skapas av fri energi (ljus) i tre bevarandelägen: Entropi (dimensionalitet, inneboende rörelse och gravitation), Rå energi (materia och momentum) och symmetri (laddning, tröghet och gravitation (igen)). De framträdande egenskaperna hos detta system i drift kräver ofta en 4×4-representation. (Se: “Unified Field Table Simple Form“.)

Varje rike i hierarkin karaktäriseras av ett iögonfallande centrum för massa, energi eller information, platsen för 4×3-fraktalalgoritmen eller energimönstret som organiserar rikets allmänna struktur. I den mikrofysiska riket är detta centrum atomkärnan; i den biofysiska riket är det kärnan i cellen; i det astrofysiska riket är det den galaktiska kärnan; i det metafysiska riket är det människans hjärna, överväger kropp / ande (intuitivt läge) eller enhetliga teorier om materia / energi (rationellt läge). Individuella nivåer inom varje rike har sina egna centra av struktur, dynamik och / eller information.

Ett sådant universellt mönster kan bara ha den mest allmänna egenskapen. Jag har angivit sin horisontella 4-komponent i strukturella termer som: Enhet, Par, Grupp, Emergent ny enhet; Gruppkategorin är locusen i 4×3 energimönstret som producerar Emergent New Unit. Den här nya enheten blir då grunden för nästa nivå i hierarkin. George Land (1973) och August Jaccaci (1980) har karaktäriserat denna strukturella serie i dynamiska termer som: Accretive, Replicative, Mutualistic (Land), eller: Gather, Repeat, Share, Transform (Jaccaci). Matrisens vertikala 3-komponent (plus dess 4: e framväxlingsnivå) Jaccaci identifieras som en enkel upprepning av den horisontella serien. I sin mest kompletta form (“World Systems”) löser dessa parametrar följande: 1) En inmatning av fri energi följd av symmetribrytande, upprätthållande av en gemensam dimensionell bevarandedomän (rymdtid) för ljus och materia; 2, 3) två komplementära bevarandelägen: 2) Råvaror, inklusive entropi (massa, momentum, kinetisk och potentiell energi, och låg-energi-gravitation); 3) symmetri bevarande (laddning, spinn, tröghet, egen rörelse och hög energi gravitation); 4) återställande, transformativa eller evolutionära krafter (fysikens 4 krafter) som antingen återlämnar systemet till sitt ursprungliga tillstånd omedelbart (som i materia-antimatterutsläpp) eller genom tid (“kvantutstrålning” av svarta hål, protonförfall) , eller utveckla en resonansanalog av det ursprungliga tillståndet (de olika materialnivåerna i hierarkin – entropi, symmetri och gravitationsdrivet “harmonisk komplexbildning”).

Läsare som är bekanta med teorin om “Chaos” kan känna igen ett välkänt mönster i modellen: börjar med en “linjär” eller enkel ingång (cell 1), som går vidare till ett stadium av bifurcation (cell 2), som går vidare till ett stadium av större komplexitet däribland sekundära bifurcationer (cell 3) och slutligen ett “kaotiskt” stadium (cell 4) som förutsägbart sett sig i “fraktalbassängen” av en 4×3 (eller 4×4) “konstig attraherare” (den exakta fysiska naturen hos attraheraren, är oförutsägbar). Som en sann fraktalalgoritm blir utmatningen från en nivå nästa ingång, de självmatande iterationerna som producerar nya självliknande uttryck vid allt högre nivåer av information och systemkomplexitet. Modellen är skala-invariant, inte bara vertikalt med varje rad, men också med hänsyn till de fyra stora världarna. (Se: “Chaos: Making a New Science” av James Gleick, Viking Penguin Inc., 1987)

(Se även: “Fractalorganisationen för naturen“, “Informationsvägen“; “Teilhard de Chardin: Informationsålderens profet“).

Den Mikrofysiska Riket
(atom, kärnorganisation och kemi: 3 partiklar (protoner, neutroner, elektroner) x 4 kvantnummer (n, l, m, s)
(Se: “Tabell nr 1“)

Nivå 1: Elementära partiklar
(3 energi “familjer” var och en av 4 elementära partiklar)

Vi börjar hierarkin med en definierande händelse, produktion av elementära partiklar i “Big Bang” (rad 1). Medan vi känner till produkterna på denna första nivå vet vi inte riktigt hur man initierar det. Vad sätter vi i den första cellen i rad 1 som den primordiella enheten för energi och organisation från vilken allting utvecklas? Vi kan givetvis helt enkelt uttrycka storvärlden eller första orsaken i den här första cellen, hävda gudomlig intervention, bekänna vår okunnighet och lämna den därvid. Personligen är jag inte fundamentalt emot denna lösning. vi kommer aldrig att veta allt och en öppen upptagning av detta faktum från början är intellektuellt frisk och ärlig. I ljuset av nuvarande kunskap är det emellertid möjligt att fylla den första horisontella raden i hierarkin i förnuftiga fysiska termer utan att anta att den fysiska verkligheten är den enda verkligheten som vi har gjort någonting mer än att lösa ett mekaniskt pussel, eller att vi vet, eller kan veta, någonting alls om det grundläggande ursprunget för fri energi (ljus) själv. (Se även: “Higgs Boson och Den Svaga Kraften IVB”, för att utvidga hierarkin (eller uppgifterna från den första cellen) till ännu högre energier och tidigare tider.)

Med dessa ursäkter, placerar jag i den första cellen av nivå ett hög energieffektiv ljusfri elektromagnetisk strålning – den mest symmetriska och därför den mest primitiva energiformen vi känner till. I den andra cellen i rad ett, som är positionen för parningsfunktionen, placerar jag rymdtid, bevarandedomänen och metriska ljus som skapas av ljusets egen egenrörelse eller entropi-drivning, mätas av “hastighet c”. Tillsammans med rymdtid i den andra cellen finns flera andra möjliga parningar: materia-antimatter och ljusets partikelvåglighet. Vi kan se spridningstiden som den symmetriska produkten av ljusets vågform, och materia-antimaterfältet som den symmetriska produkten av ljusets partikelform. Så länge materia-antimatrisfältet fortfarande är symmetriskt, kommer det att uppträda som endast ljus; När dess symmetri är trasig, kommer den att manifesteras som partiklar. Dualiteter är grundläggande i hela naturen; Andra dualiteter som uppvisas av ljus innefattar dess oscillerande elektriska vs magnetiska energifält och “frekvens vs våglängd” karakterisering av sin fysiska vågstruktur. (Frekvens x våglängd = c, elektromagnetisk konstant eller “ljusets hastighet”.)

Spacetime regleras av en kombination av energi och symmetri-bevarande av “inertial” krafter och av ett antal “gauge” -konstanter som reglerar olika bevarandeparametrar (c, G, e, h, etc.). Spacetime skapas faktiskt av entropi-drivningen av fri energi, som manifesterar sig som den inre rörelsen av ljus. Spacetime är den entropiska bevarandedomänen av ljus, och den innehåller en “metrisk” eller strukturell ordning som verkställer rymdtidens bevarande roll (källan till “tröghetskrafter”). Denna metriska bestämmer eller “mätar” värdet av c, ljusets hastighet och därigenom fixar den uppmätta och energiska ekvivalensen mellan var och en av de fyra dimensionerna. (Utan metriska kan varje foton vara en “lag för sig själv” med en unik “personlig” hastighet.) Därför är ljus och rymdtid själva, långt ifrån helt enkelt en amorf energivågform, en inre strukturell ordning från början, en beställning som krävs av energibesparing. Denna implicita ordning har också en alternativ form, väldefinierade, reglerade och även symmetriska partikelparen av materia-antimatter som fyller “vakuum” -sektorns “virtuella partikel-hav”. Dessa partikelpar förekommer i ett relativt litet antal kvantiserade former som hör till kvark- och leptonfamiljerna. De virtuella partiklarna (cell 3) blir verkliga när den svaga kraften bryter symmetrin av materia-antimatterpartikelpar under de första ögonblicken i “Big Bang” (cell 4).

Den virtuella partikeln “zoo” tolkas här som den naturliga produkten av växelverkan mellan ljusets energi med sin egen strukturella rymdtidsmätning. Sålunda bär “partikelmåttet” ett strukturellt avtryck från metaltiden för avståndstiden. I “standardmodellen” för partikelfysik är “Higgs boson” eller “Higgs-fältet” den antagna källan (regulator) av elementär partikelmassa. I den (liknande) uppfattningen som presenteras här bestämmer metoden spacetime de möjliga formerna som partiklar kan ta, medan Higgs boson bestämmer energinivån (miljön) där “singlet” elementär partikelbildning och / eller transformation kan uppstå. (Se: “Higgs” Boson och Den Svaga Kraften IVB: Del I för en detaljerad förklaring.)

I den tredje cellen i rad 1, som är “gruppens” cell av interaktion (Jaccacis “delning av skillnader”, Landets “mutualistiska” cell) kan vi för enkelhetens representation placera ett leptoquark-par i virtuellt materia-antimaterium, vilket står för växelverkan mellan det massbärande kvarkfältet för den starka kraften “färg” laddning och det laddningsbärande leptoniska fältet för den svaga kraftens “identitet” laddning. I den här tredje cellen hittar vi vanligtvis ett uttryck för Nature’s 4×3 fractal algoritm; I denna första raden finner vi tre familjer av fyra partiklar (sex leptoner och sex kvarker), vilket sönderfall (i cell 4) till deras marktillstånd som proton, elektron och elektronnutrino (en leptoquarkantineutrino är antagligen också producerad för att balansera protonets “baryon nummer laddning”).

I cell fyra medieras interaktioner mellan och mellan kvarkerna och leptonerna av den svaga kraften “Intermediate Vector Bosons” (IVB), W +, W och Z, medan leptoquarkförfall medieras av en liknande (men hypotetisk) mycket tyngre “X” boson (se “Partikelbordet“). Slutprodukten av den asymmetriska leptoquarkförfallet är en partikel av materia, väteatomens humöra baryon, proton eller kärna. Denna baryon, som är bokstavligen grundstenen för materialet Universe, är också ett 4×3 uttryck av universell fraktal algoritm: 3 kvarklager 4 laddningar (avgifter som är relevanta för mikrofysiska riken, med undantag av gravitationen) – el, färg, smak och spin . Den första horisontella raden i hierarkin rekapitulerar i huvudsak reaktionsekvationen för bildandet av materia i “Big Bang”. (Se “Materiellets och informationens ursprung“.)

I den första linjen har vi producerat från ordningen och energin som är inneboende i rymdtid och ljus, ordningen och energin hos det partikelformiga området av materia, som passerar från ett initialt symmetriskt tillstånd av fri elektromagnetisk energi, som endast innehöll potentiell information och metrisk struktur, till en slutlig asymmetrisk tillstånd av bunden elektromagnetisk energi, som inser den informationen och uttrycker den strukturen i manifest, partikelformig, konserverad och beställd form: baryonsna och deras alternativa laddningsbärare, leptonerna. Medan vi inte förstår detaljerna i denna process är det vi förstår att energi, ordning och informationsinnehåll i ljus och rymdtid har transformerats, extraherats eller projiceras från en symmetrisk potential till en asymmetrisk verklighet. Massan, ordningen och informationsinnehållet i partiklar kommer inte från ingenstans; det kommer från metriska av rymdtid och ljusets energi. (Obs: Leptoquarks och X boson (och “Higgs”) förblir bortom energisortimentet för våra kraftfullaste acceleratorer, och så är alla fortfarande hypotetiska. Jag inkluderar dem eftersom de (eller deras analoger) borde finnas om vi ska göra känsla av de andra bekräftade elementen i teorin).

Baryonen, vars marktillstånd är protonen, är den väsentliga materialet, massiva och asymmetriska produkten av Big Bang. Baryoner består av tre kvarker, massbärarna av materia. Förekomsten av materia beror på baryons existens och stabilitet. Baryonen, med sina 3 kvark, 4 laddningar och 8 interaktiva gluoner (vardera bestående av en färg-anticolorladdning), utbyte färgladdningar mellan kvarker med ljusets hastighet, är en partikel med otroligt intern komplexitet. Inom sitt invariant, slående hjärta av “klibbigt ljus” ligger mysteriet om bunden elektromagnetisk energi (materia), och på dess stabilitet vilar varje högre struktur av det manifesta universum.

Materiet antas vara producerat av det asymmetriska svaga kraftförfallet av elektriskt neutrala leptoquark-antileptoquarkpar, ett förfall som eventuellt medieras av den (hypotetiska) “X” IVB. Elektriskt laddade partikel-antipartikelpar kan inte förfallna asymmetriskt – de kan bara förstöra varandra. Eftersom materia endast kan framställas från det asymmetriska förfallet av en elektriskt neutral partikel, måste leptoquarks och baryoner vara sammansatta partiklar vars interna komponenter kan summeras till elektrisk neutralitet (som en neutron). Detta är den grundläggande orsaken till förekomsten av de elementära kvarkerna och deras fraktionella elektriska laddningar. (Se: “Formation av materia och uppkomst av information“.)

Med en liknande logik kunde inte materia heller existera utan den väsentliga tjänsten som tillhandahålls till baryoner av leptoniska fältet för alternativa laddningsbärare – massiva leptoner som bär elektriska laddningar (elektronen och dess släktingar), masslösa (eller nästan masslösa) neutrinor för att bära identitet avgifter (elektronnutrino och dess släktingar, inklusive leptoquark neutrino) (mesoner fungerar också som alternativa laddningsbärare av kvarkfraktioner – smak, färg, spin och elektrisk laddning – underlättar baryontransformationer). (Se: “W” IVB och svag kraftmekanism“.) Utan det leptoniska fältet för alternativa laddningsbärare skulle kvarkfältet förbli fäst som symmetriska, ömsesidigt förstörande partikel-antipartikelpar. Därför består materien av två fält, de delelementära massbärande kvarkerna eller kompositkatronerna, och de alternativa laddningselementen eller leptonerna (se “Svag kraft: Identitets- eller nummerladdning“). Den (hypotetiska) leptoquarken, som i huvudsak är en elementär lepton, brutit internt i tre delar, är föregångare till både hadroner och leptoner, varför dessa två fält interagerar så sömlöst. Slutligen förblir det en asymmetri av okänt ursprung i växelverkan mellan de svaga krafterna IVB med materia vs antimaterier, så att till exempel neutrala antileptokvarker sönderfallas i en något snabbare takt än neutrala leptoquarker, vilket ger återstoden av materia som komposerar vårt material Universum (en liten asymmetri av (ungefär) en del per tio miljarder).

Ljus och partiklar (fria och bundna former av elektromagnetisk energi) är en grundligt integrerad dualitet där partikelmängden av energi härrör från ljusets fria energi (E = mcc), medan informationsinnehållet i partiklar härrör från informationen implicit i den metriska strukturen och bevarandeparametrarna för tidsrummet. Eftersom ljus skapar rymdtid (via ljusets inre rörelse eller rumsliga entropi-drivenhet) samt partikelmassa (via ljusets energiinnehåll) ser vi att materia på många sätt helt enkelt är en alternativ form av ljus. Detta är också meddelandet från Heisenberg / Dirac “virtuella partiklar”, oändligt bildande, förstörande och reformering i “vacuum” av rymdtid. Vi kan därför förvänta sig att hitta ekon av rymdtid och ljus i materiens rike. Sådana upptäcktes i Einsteins berömda relationer mellan materia, energi, tyngdkraft och rymdtid (Relativitetens speciella och allmänna teorier) och sträcker sig även till andra fenomen: DeBroglie massvågor, för att ta ett exempel från quantum-riket. Ytterligare exempel på denna dualitet inkluderar: lokala massiva vs icke-lokala masslösa energiformer; en bevarad, historisk entropisk domän för bunden energi, som produceras av den inneboende tidens rörelse, vilken är analogen av den bevarade, rumsliga entropiska domänen för fri energi som produceras genom den inre rörelsen av ljus; negativa, kontraktila former av gravitationsenergi och entropi mot positiva, expansiva former av ljusenergi och entropi; Invariansen av hastighet c mot invarian av laddning. Symmetriparametrar som förvandlas från ljus till materia kan ses i bevarandevillkoren för “Noeters teorem”: anklagelserna för materia är symmetriets skulder av ljus. Denna intima förbindelse mellan ljus och materia är grunden för en enhetlig fältteori som presenteras på min hemsida. (Se: “En kort kurs i Unified Fieldteori“, och diskuteras mer korrekt och fullt ut där.

Det stora budskapet från atomvärlden är det i ordning – ett budskap intuitivt erkänt från antiken i kristaller. Livet, det mest komplexa uttrycket av materia, kunde ha uppstått spontant bara från ett sådant ordnat substrat. Mer sistnämnd, med början av Planck och Einstein, har vi insett att orden i kristaller och atomvärlden, inklusive kvantorder, har sitt ursprung i den ordning som är inbyggd i ljus och rymdtid – speciellt i de fyra bevaringslagarna för energi, entropi, symmetri , och orsakssambandet (se “Tetrahedronmodellen“. Atomvärldens atomvärde är bara ett alternativt sekundärt uttryck för metriskt rike av ljus och rymd. Båda världarna är strikt bevarade och omvandlingar mellan dem är strikt reglerade. vi framsteg genom nivån av den naturliga hierarkin nedan, kom ihåg att den ordning vi ser i dessa materiella riker har sitt ursprung i ljuset.

(Se “Higgs Cascade och Svag Kraft IVBs“, en expansion av rad 1 till en 4×4
Allmänna Systems-modell av Big Bang.) (Se även: “Materiellets och informationens ursprung“.)

Nivå två: Atomer, Elements; Kärnklyvning / Fusion
(alfapartikeln: 4 nukleoner vardera av 3 kvarker)

Atom Nucleus och dess Elektron Skal

Baryon (proton) är den primära produkten av “Big Bang” och den första rungen i strukturhierarkiestaden. Det är den grundläggande enheten i steg två och är grundstenen på vilken byggs hela materiens rike. Baryoner är klassen av partiklar som innehåller 3 kvarker, varav protonen och neutronen är kända exempel. Baryon är ett absolut underverk av konstruktion, som består av tre kvarklager “färg” -avgifter som byts ut via ett internt fält av 8 gluoner. Gluoner har färg-antikolorladdningar (i vilken kombination som helst), är masslösa och rör sig vid hastighet C. Gluoner har jämförts med “klibbigt ljus”. “Rund-robin” -utbyte av färgladdningar mellan kvarkar utgör den starka kraften, som håller kvarkar permanent begränsad i baryoner och vars konserverade närvaro också förhindrar “protonförfall”, fullständig sönderdelning av en baryon via en leptonisk (svag kraft) sönderfall, möjligen medierad av den (hypotetiska) “X” IVB.

Kvarker förekommer i sex arter, eller “smaker”, av vilka u (upp) och d (ned) kvarken är “jord” eller lägsta energistatus. Kvarkkompositionen för den positivt laddade protonen är (uud) +, den för den elektriskt neutrala neutronen (udd). Dessa är de bekanta “nukleonerna”. Exotiska baryoner som innehåller tyngre smaker är kända som “hyperoner”. (Se: “Partikelbordet“.) Quark smaker kan omvandla en till en annan om det finns tillräcklig energi, och om en leptonisk (och / eller meson) alternativ laddningsbärare kan framställas av “W” IVB hos den svaga kraften. Baryons har mycket information med sina tre kvarkar, två smaker, olika spinnorienteringar, multipel färg och elektriska laddningar och deras interna gluonfält. Detta är en mycket energisk, högorganiserad, permanent bunden, extremt stabil massa enhet med högt internt informationsinnehåll – och det kommer att interagera med andra av sitt eget slag för att producera extremt komplexa sammansatta kärnor (i naturen, upp till 238 nukleoner i uran atom). Detta är verkligen en mycket lovande grundpartikel på vilken man bygger informationsvägen.

I den andra cellen i rad 2, för parionfunktionen hos baryon har vi upp, ner (u, d) kvarkpar och alla gluonpar; mesonpar tillhör också denna nivå. (Gluoner är sammansatta av färg-antikolorladdningar och bär färgladdningar mellan kvarker. Mesoner består av kvark-antikvarkpar, och (bland andra tjänster) bär fraktionerad smak, elektrisk, snurra och färgladdningar mellan kvarker, särskilt i de svaga kraft transformationer av baryoner). På nivån av hela atomen har vi elektronprotonladdningsparet; inom elektronskalet har vi nord-syd magnetiska kopplingar av elektronerna i sina delade banor (snurra upp / ner). Partikelnivån är särskilt rik på parningar; vi skulle kunna namnge mer. Kanske är det viktigaste av dessa många parningar det mellan leptonerna (alternativa laddningsbärare) och hadroner (massbärare), som illustreras här av elektronen och protonen.

I proton-elektronparet eller väteatomen balanserar den negativa elektriska laddningen av elektronen den positiva elektriska laddningen av protonen. Elektronen i rad 2 utför samma elektriska funktion för protonen som antipartikeln i rad en utförd för materia, men naturligtvis är elektronen inte protonets antipartikel. Denna skillnad betonar väsentlighetens väsentliga asymmetri och leptons roll som alternativa laddningsbärare för baryonsna – alternativt eftersom de inte är antipartiklar, men ändå bär (några av) avgifterna för antipartiklar. Funktionen hos alternativa laddningsbärare (som inkluderar mesoner och de nästan masslösa neutrinerna samt de massiva leptonerna) är avgörande genom att de möjliggör möjligheten av laddningskontrollering och bevarande utan antipartiklens förstöringsreaktioner. Utan de leptoniska alternativladdningsbärarna kunde kvarkmassfältet aldrig bryta symmetrin av materie-antimatris leptoquark-par; utan mesonfältet kunde baryoner, som en gång bildades, inte transformeras. (Se: “Materiellets ursprung och information“); (Se: “W ‘IVB och den svaga kraftmekanismen“.)

På nivån av föreningskärnan finner vi proton-neutronparet; utbytet av virtuella mesoner mellan protoner och neutroner (producerande “nukleoner”) är ansvarig för starka kraftbindningen av sammansatta atomkärnor. Bindning av nukleoner i tunga kärnor är en annan parningsfunktion, ett uttryck för “Yukawa” starka kraft som involverar “smak” -laddning mellan baryoner (via mesonfältvektorer) i stället för den “Gell-Mann” starka kraften som involverar “färg” ladda utbyte mellan kvarker (via gluonfältvektorer). (Se: “Den starka kraften: två uttryck“.)

I den tredje cellen i rad 2 (“grupp” -funktionen) har vi heliumkärnan (vanligen kallad en “alfa” -partikel), produkten av den kärnfusion av 2 protoner och 2 neutroner. Helium är det andra elementet i det periodiska bordet och dess kärna eller alfapartikel, på grund av sin extrema stabilitet, blir det föredragna byggstenen eller “tegelstenen” av den nukleosyntetiska vägen i stjärnor. Denna väg, med hjälp av supernovaxplosioner, bygger resten av 92-elementen i det periodiska bordet. Eftersom alfapartikeln “tegelsten” är det energiskt gynnade byggstenen i nukleosyntesen är element med jämna atomantal (antal protoner) vanligtvis rikligare än element med odd atomnummer.

Kol är den andra huvudprodukten av den nukleosyntetiska vägen efter helium. Både helium och kol är perfekta kärnresonanser av 4×3 fraktalmönstret. Helium består av 4 nukleoner vardera av tre kvarker; kol består av 3 alfa partiklar (heliumkärnor), var och en av 4 nukleoner. Kolkärnan är därför en trippel 4×3 resonans (baronen i sig är den första resonansen), unik bland atomarna i det periodiska bordet. Elektronskalet av kol innehåller ännu en 4×3 resonans, med fyra valenselektroner i sitt tredje skal, den enda atomen med både en kärn- och en elektronskal 4×3 resonans. Vi kommer att diskutera de anmärkningsvärda och portentösa 4×3 kolresonanserna ytterligare i de kommande två nivåerna.

Protoner och neutroner kan sammanfoga i högenergifusionsreaktioner i mitten av stjärnor, initiera den nukleosyntetiska vägen, bygga de sammansatta kärnorna i de tunga elementen. När varje proton läggs till i kärnan, adderas en kompensationselektron till elektronskalet, vilket balanserar den totala elektriska laddningen hos atomen. Den tunga, hög energi, stabila och “konservativa” kärnan håller atomen tillsammans, bevarar sin identitet och integritet, medan det lätta, låga energi, bytbara och “sociala” elektronskalet tillåter tillfälliga interaktioner med andra atomer. Det är denna speciella kombination av kärnstabilitet med kemisk flexibilitet som ger vår makroskopiska värld både mångfald och aktivitet, samtidigt som vi behåller en viss grad av soliditet och tillförlitlighet.

Elektronskalet ger en låg energiväg för atomer att interagera; Nukleära interaktioner är åtminstone en miljon gånger mer energisk än de hos elektronskalet, med en motsvarande hög energibarriär som måste övervinnas för att initiera dem (följaktligen sker fusion naturligt endast i “Big Bang”, supernovas och interiörer av stjärnor ). Det är en allmän regel genom hela naturen att minska energibarriären för interaktion katalyserar informationsbyggande.

De 92 naturligt förekommande elementen i det periodiska bordet är produkten från rad 2. Av dessa är minst 25 kända för att krävas för biologiska livsformer, och utan tvekan finner alla en användning någonstans i naturen – inklusive att tillhandahålla en lämplig planetarisk stjärna , och galaktisk miljö för livet.

Nivå tre – Molekyler, Kemi, Organiska polymerer, Kristaller
(kolatom: 4 bindningsställen i det tredje elektronskalet)

Steg tre är kemi, oorganiskt och organiskt bildandet av föreningar, kristaller och polymerer; och varje typ av interaktion mellan atomenes elektronskalor. Atomen med dess elektronskal är enheten för den första cellen i nivå 3.

Elektronskalet utvecklas som en serie koncentriska “banor” av komplex geometri, och det är typiskt endast de yttre banorna som kan interagera med de hos en annan atom. Dessa interaktioner kan endast ske om det finns lediga positioner i yttre orbitalerna som kan fyllas genom att dela elektroner med en annan atom som också har lediga positioner. Denna typ av bindning kallas “kovalent”, med hänvisning till det delade orbitalförhållandet, och ger en stark och stabil bindning, vilken visas i den andra cellen i rad 3. Andra parningar på denna nivå innefattar de gemensamma atomparen, såsom H2, O2 och N2, och de dipolära elektriska / magnetiska egenskaperna hos kemiska bindningar generellt.

Vi placerar kolatomen i den tredje cellen i rad 3. Förutom kols triple nuclear 4×3 resonansmönster innehåller den också en 4×3 resonans i sitt elektronskal, med 4 bindningsställen i det tredje skalet (1S2, 2S2, 2P2 ). Kol är den enda atomen i det periodiska bordet med både en kärn- och elektronskal 4×3 resonans. Karbonens molekylära tetrahedralbindningsstruktur skapar ytterligare en 4×3 resonans – en tetrahedron består av 4 trianglar. Kol innehåller därför fem fulla 4×3 resonanser, tre i kärnan, en i sitt elektronskal och en i sitt molekylära bindningsmönster (till exempel diamant), en mest anmärkningsvärt och unik atom, med en märklig och unik potential.

I den fjärde cellen i rad 3 har vi kristaller, och speciellt de organiska polymererna av kol. Det är naturligtvis kolatomens förmåga att med sina fyra bindningsställen binda sig i tetraeder, kedjor, förgreningskedjor, ringar, spiraler och många andra former av stor längd, molekylvikt och uppenbarligen oändlig variation i deras kombinationer, permutationer, reflektioner, polymerer och isomerer, som sätter scenen för informationsexplosionen av “organisk” eller kolkemi, den molekylära grunden för de komplexa informationssystemen i livet. Exempelvis kan den kärnfusion av väte med kol producera endast elementet kväve med en isotop eller två; De kemiska kombinationerna mellan elektronskalorna av väte och kol producerar emellertid den enorma klassen av kolvätena, med miljarder kemiskt tydliga isomerer. Det här är ett särskilt slående exempel på hur man genom att sänka energinivån och barriären för interaktion stiger möjligheterna till informationsuppbyggnad enormt.

Nivå fyra – Cykliska, funktionella kemiska system; RNA-DNA
(RNA-DNA: 4 nukleotider x 3 funktionella grupper)

I rad 4 går vi in ​​i komplexet av funktionella, cykliska kemiska system, prebiotisk kemi, inklusive den replikerande molekylen av RNA. Organisk kemi kännetecknas av kovalent bindning (“hårda bindningar”) mellan kolatomer som bygger starka, stabila kedjor eller skelettstrukturer; Dessa kedjor ger förankringspunkter för funktionella kemiska grupper som interagerar med varandra genom svagare (“mjuka”) bindningar. “Mjuka” bindningar är mer i form av attraktiva och repulsiva elektriska interaktioner mellan molekyler snarare än orbitalbindningar. “Mjuka” bindningar innefattar vätebindningar, jonbindningar, bindning på grund av Van der Waals-krafterna och hydrofila / hydrofoba interaktioner. Geometri, form, storlek, symmetri och konfiguration av molekyler är avgörande för deras organiska / biologiska egenskaper, och dessa svaga bindningskrafter är kritiskt viktiga för denna nivå av informationsuppbyggnad. Återigen är minskningen av den energiska tröskeln för interaktion väldigt viktigt för mångfalden av möjliga interaktioner, och därmed också att bygga upp informationsinnehållet i system som sådana interaktioner kan producera. Dessa “mjuka” och flexibla molekylära bindningar, som är avgörande för de komplexa formerna för organisk kemi och biokemi, placerar vi i cell 2. Här placerar vi också grundparametrarna av de 4 nukleotiderna av RNA (AU, CG) (adenin, uracil, cytosin , guanin).

Replikation är översättningen av förmågan hos kolatomer att binda med sin egen typ (inklusive det allmänna fenomenet kristallbildning och tillväxt), till förmågan hos kolbaserade makromolekyler att binda med plus replikera sin egen typ. Vad som ger kristalltillväxt på en nivå ger replikation på nästa. Det är en scenövergång till en högre nivå av både organisation och information, och direkt projicering av kärn-, elektronskal och kristallbindningsmönster i makro-molekylär interaktion. Vägen är direkt genom kolonnens 4×3-struktur, som som vi har sett innehåller en 4×3 resonans i dess kärna, elektronskal och molekylära bindningsmönster. Kovalent bindning av kol med sig själv i stabila förgreningskedjor och cykliska strukturer tillhandahåller fästpunkter för funktionella grupper som involverar andra element. Dessa kan i sin tur bilda “mjuka” vätebindningar med varandra, vilket producerar makro-molekylära kedjor av cyklisk eller periodisk karaktär, vilket leder direkt till RNAs 4×3 resonansstruktur. Vatten i sig, det “universella lösningsmedlet”, producerar också en tetraedral molekylbindning; kombinationen av vatten och organisk kemi är bokstavligen gravid med potentialen för de 4×3-replikerande molekylära strukturerna som så småningom kommer att leda till konkurrenskraftiga “självintresserade” levande former.

I RNA hittar vi igen ett strukturellt uttryck av 4×3 fraktal “metric”. RNA består av 4 nukleotider (adenin, guanin, uracil, cytosin) vardera består av 3 funktionella grupper – en kvävebas, ett socker och en fosfatgrupp (i DNA uracil ersätts av tymin). Det är denna 4×3-struktur av RNA som är mittpunkten i rad 4, cell 3.

Rad fyra är livets kemiska tröskelvärde. Här finner vi kolverkan med en rad andra element för att bilda de komplexa molekylerna som kan spela en roll i framtida levande system. Vad som är speciellt med dessa molekyler är att de inte bara kopplar samman med varandra i inerta kristallina kombinationer, de utför faktiskt arbete av något slag, såsom infångning och bearbetning av energi, replikering, bildning av defensiva perimetrar etc. Varför Denna typ av kemisk aktivitet bör uppstå i alla är ett mysterium: det finns kanske en fördel att uppnå på molekylär konkurrensnivå genom system som kan bearbeta dagtidsenergi men också överleva genom natten. Denna överlevnadsfunktion kan innefatta replikering som en slags lagring av energi plus minne.

Livets ursprung är kanske mer begripligt om vi överväger 1) den otroliga mångfalden av organiska molekyler och deras möjliga kombinationer, permutationer och interaktioner; 2) det otroliga antalet av dessa molekyler i jordens primitiva havs; 3) den enorma längden som finns tillgänglig för utforskning av möjligheter; 4) Dagens och nattens ständiga energikretsar, vindkraftverk, vågor och tidvattenblandning, växlingen av våta och torra förhållanden, de rytmiska cyklerna i solen och månen rör om reaktionskärlet i jordens hav – under dessa omständigheter osannolikt blir mycket troligt. Det är som om en person kunde köpa alla biljetter till lotteriet. Vi ser solens dagliga energikrets som en slags “HLR” eller “artificiell andning”, som obevekligt tillämpas på den uppenbarligen döda jorden av solen tills livets gnista är ont.

Det finns dock mer order i detta kemiska system än slumpmässig chans. Detta är inte analogt med situationen för miljontals apor som skriver på skrivmaskiner tills, bara av blind tur, en av dem producerar en Shakespeare son. Livets viktigaste ingrediens är replikationen av molekylära system som innehåller information. Utan förmågan att replikera förloras varje förskott i informationsinnehållet i ett system, oavsett hur sofistikerat det kan vara, kommer det så småningom att försämras och en ny början måste göras. Med replikering kan informationen dock lagras, hämtas och avanceras genom den evolutionära processen. Vi behöver egentligen inte oroa oss för något annat än utvecklingen av en replikerande molekyl som också kan spara information, eftersom den här molekylen kommer att konkurrera med sina egna kopior för resurser och naturligt urval och evolution (även vid det molekylär nivå) kommer att generera all resten av den nödvändiga komplexiteten. Med andra ord har vi i RNA / DNA en molekyl som kan lära oss. Eftersom 4×3-strukturen av kol (och vatten) projiceras i RNA: s 4×3-struktur, är genereringen av denna replikerande molekyl inte en fråga om ren chans, och därför är inte heller livets generation. Korsningen av den 4×3 universella fraktal algoritmen med en replikerande molekylär struktur (RNA-DNA) betyder att livet är vanligt i universum – en bestämd (och kanske beräknbar) sannolikhet för organisk kemi (plus vatten). Därför blev livet på jorden (“vattenplaneten”) relativt snabbt. (Se: “Newton och Darwin: Livets ursprung och överflöd i kosmos“.)

RNA länkar och katalyserar kemiska system som förvärvar, lagrar och sänker energi, system som kan ha utvecklats som svar på den dagliga energicykeln. Den framväxande egenskapen av “metabolisk” RNA är replikation. Utvecklingen av ett replikationssystem från en metabolisk mekanism för energi och enzymöverföring är till hjälp när det gäller att förstå det termodynamiska ursprunget eller orsaken till reproduktion: replikation är den oavsiktliga biprodukten av en 4×3 molekylstruktur som ursprungligen är involverad i energifångst eller en relaterad “metabolisk” roll, en kemisk cykel driven, primerad eller “pumpad” av abiotiska energikällor såsom solen, månen och jordens rotation. Energifångst, inte replikering i sig, var det ursprungliga “målet” eller syftet med detta komplexa kemiska system; vidareutvecklades dess utveckling av externa “mekaniska” cykliska energipulser från solen, i vilken mörkret var lika viktigt som ljuset (i form av en evolutionär eller selektiv utmaning – hur man bär ett fungerande energiinspelningssystem genom natten – som löses genom minnesreplikation).

Det är i rad fyra att “Chaos” -modellen blir särskilt övertygande. 4×3-formen av RNA fungerar som en “konstig attraktor” eller som ett “fraktalbassäng” för livet, inte bara för att det är en resonansformat 4×3, utan för att det är en resonansform som kan ta nästa viktiga steg mot livet – replikering kombinerat med systemminne. När molekylär replikering har uppnåtts, spelet är över, är lotteriet vunnet, målet nås. Systemminne i form av replikerande RNA överlever natten för att skörda belöningen för en ny dag med sina fria energitillgångar. En ny “biologisk” dynamik tar över, med konkurrens om begränsade resurser och naturligt urval, och resten är evolutionär historia. Vi placerar i cell 4 dessa cykliska, metaboliska, replikerande, prebiotiska kemiska system; De kommer att slå samman sina separata förmågor för att bli de samordnade elementen i komplexa livsformer i nivå fem.

Se också: “En enklare ursprung för livet” av Robert Shapiro. Scientific American, juni 2007, sidorna 46-53 (och på www.sciam.com). Se också: “Livets ursprung” av James Trefil et. al. American Scientist Vol 97 nr 3, maj-juni 2009, sidorna 206 – 213.

Den biofysiska riket
Nivå 5: cellen; DNA-RNA

(4 nukleotider kod i tripletter)

DNA-informationsinnehållet

När vi överväger den molekylära början av livet, är vi först och främst förlorade för att förstå motivationen bakom dess kemiska ursprung – vilken abiotisk kraft kan möjligen driva en blandning av kemikalier mot det organiserade, diskreta, självhushållande, självreproducerande och själv -intresserade system (i överensstämmelse med överlevnad) vi kallar levande enheter? Det DNA är ett 4×3 fraktalt resonanssystem, som utvecklats från en molekyl (RNA) som ursprungligen var inblandad i ett energisystem, som hade den oavsiktliga, sammanfallande eller framväxande egenskapen för självreplikation i kombination med kemiskt “minne”, svarar många av dessa frågor ; resten svaras av evolution som drivs genom naturligt urval i den frenetiska tävlingen om begränsade resurser av en replikerande population av (nästan men inte helt) identiska molekylära arter.

I oss erkänner vi livskraften som vår önskan att andas, dricka och äta, driven av hunger, törst och andningsbehovet; vår önskan att reproducera, drivs av sexuell lust; vår önskan att överleva, driven av självintresse, rädsla och smärta; vår önskan om kunskap, som drivs av vårt behov av mat, kompisar och överlevnad, liksom en inneboende och adaptiv nyfikenhet. På vår högt utvecklade organisationsnivå har vi inga problem att identifiera ett antal krafter som driver oss individuellt och som en art att delta i livsprocessen. Det verkar för mig att dessa grundläggande instinktiva och fysiologiska drivningar inte är något annat än scenomvandlingar av samma krafter som driver kemikaliet från början.

DNA är på ett och samma gång ett genetiskt informationssystem, en metabolisk (energi-bearbetning) maskin, en replikerande molekyl och ett kemiskt minnesystem. När DNA replikerar, äter det att göra det – det måste från sin miljö få “maten” eller råmaterial i form av lämpliga kemikalier för att replikera dess strängar. Men DNA: s förmåga att binda till “lämpliga kemikalier” är också dess kombinerade information, minne och perceptuella system. I DNA är dessa processer oskiljaktiga, alla tillhör samma handling och molekyl. Alla drivs av krafterna för elektrisk attraktion och avstängning mellan molekyler, vilket kräver vissa bindningsstyrkor och geometriska konfigurationer. De uppskattar helt enkelt upp till vår organisationsnivå som de grundläggande känslor, känslor, instinkter och drivningar som gör att vi “vill” äta, reproducera och uppfatta – eftersom uppfattning (informationsintag och bearbetning) gör att vi kan äta, överleva, och reproducera mer framgångsrikt. Och eftersom DNA också är ett kemiskt minnessystem, kommer våra kroppar ihåg eller vet hur de ska utföra alla de grundläggande funktionerna i ämnesomsättning, andning, reproduktion, uppfattning, tillväxt, utveckling etc.

På människor, på grund av vår högre organisationsnivå har vi specialiserade organ som utför dessa funktioner separat – mage, gonader, ögon, hjärna – så vi tänker på dem separat. Men botten är att vi fortfarande måste äta för att tänka eller reproducera. Det finns mindre av ett mysterium här, när det gäller de motivativa ingångarna till kemiska system, än vad vi troligen förstår. När det gäller den komplexa som är involverad, svimlande som den är det helt enkelt produktionen av evolutionen över tidens eoner och molekyler. På samma sätt brukade vi tro att ögat var för komplicerat för evolution att producera; vi vet bättre nu – även maneter och musslor har dem.

När DNA-replikeringsstrukturen uppnåtts kommer den att konkurrera med sig själv för att de kemiska resurserna fortsätter att reproduceras. Konkurrens inom en art med sin egen typ är den mest kraftfulla evolutionskraften, och varje gång DNA replikerar producerar det en konkurrent vars behov är identiska med sina egna. Vi kan knappast föreställa oss hur mycket konkurrens som måste ha ägt rum i de tidiga oceanerna på jorden när denna molekyl började replikera. Den efterföljande utvecklingen av denna molekyl är helt enkelt historien om den mest framgångsrika ätaren, reproduktören och försvararen av detta adaptiva beteende och information.

Det är detta konkurrenskraftiga ursprung för det molekylära systemet i livet, det naturliga valet som verkar inom en domän av begränsade resurser, som producerar det avvikande “självintresset” eller “överlevnadsinstinkt” i till och med den mest primitiva formen av livet, och i själva verket i kemikalien system som föregår dem.

Jag har ingen avsikt att dämpa livets mysterium eller helighet, bara för att förstå dess mekaniska element. Enligt min personliga uppfattning är detta mysterium inte unikt för vår organisationsnivå, utan sträcker sig nedåt i de atomer som vi är sammansatta och uppåt i galaxerna som vi är en del av. Bland många andra är en av de bestående mysterierna den 4×3 organisatoriska “metriska” som sprids på varje nivå från storängen till livets genom (se: “Fractalorganisationen för naturen“). Det är dock sant att det finns mysterier i samband med vår egen organisationsnivå som är unik för den mänskliga erfarenheten. Jag kommer att beröra dem senare.

Cellen

Eftersom DNA är den molekylära replikationsenheten så är cellen den organisatoriska enheten i livet, “kvantenheten” av biologiska system. Cellen är i huvudsak en fästning eller ett skydd uppbyggt mot en inkompetent (och konkurrenskraftig) miljö där DNA kan på ett säkert och effektivt sätt åstadkomma sin verksamhet att äta, reproducera och lagra den information som behövs för att göra det. Inom skyddsgränsen hos cellväggen kan DNA “bli allvarlig” om att organisera sina aktiviteter. På samma sätt som “en mans hem är hans slott”, är cellen DNA-slottet och livsprocessen.

Ett hus är inte så annorlunda än en cell i dess funktionella syfte. Om vårt hem är en gård, är analogien bättre; om ladan med vår symbiont boskap är knuten till huset, är analogien ännu bättre. På vår organisationsnivå (art) är vi som individer den funktionella analogen av DNA och hus-kontor-ladan är cellen som skyddar oss från miljön, men som också tillåter oss att interagera effektivt med det på ett sätt vi behöver och väljer att . Den kunskap och expertis vi tar till vårt kontor, jobb eller yrke är vårt personliga informationsinnehåll som gör att vi kan äta, reproducera och överleva. Kommunikation med och informationsinsamling från miljön är givetvis avgörande. I det moderna huset vill vi ha en brevlåda, telefon, tidningsleverans, radio, tv, dator ansluten till nätet etc. Det kommer att finnas utlopp för avfall (avlopp, sopor, ventilation) och ingångar för leveranser (vatten, el, antenner, gas, fönster, dörrar, motorvägar), men även det mest primitiva skyddet måste ha minst en ingång och utgång. Och som cellen är vi selektiva om vem och vad vi släpper in och släpper ut.

Vi förstår naturligtvis väldigt mycket hos våra personer att DNA går ut på att äta och reproducera som vårt informationsinnehåll tillåter. Så det är verkligen inte konstigt att våra hus har utvecklats mot cellens ideal; i kontrast mellan familjejordens självförsörjande strukturer och det interna kabinettet i det moderna höghuskontoret ser vi bara skillnaden mellan DNA-en hos en fri levande cell och DNA hos en cell som har förlorat dess oberoende till den högre organisationsnivån av ett företags socialt organ med specialiserad funktion. Det är delvis av denna förlust av personlig fullständighet och frihet som det moderna livets oro uppstår. Det repriserar det evolutionära hoppets svårighet från enkla, fria celler till subjugationen av individualitet i de specialiserade funktionerna hos en högre organisationsnivå, i vårt fall samhällets organisme.

I cell 2 i rad 5 placerar vi replikationen av den dubbelsträngade DNA-molekylen; i cell 3 placerar vi cellkärnan och dess genetiska kod. I cell 3 kodar de fyra nukleotiderna av DNA i triplet för att producera proteins aminosyror, det slutliga molekylära uttrycket av 4×3 organisatoriska fraktalen – den enklaste tillfredsställande eller minsta energilösningen till biologiska och genetiska ärftlighetens informationskod.

Här (cell 3) bör vi påpeka symbionts roll i den biologiska cellens funktion. Detta är ett uttryckligt uttryck för mutualism, symbios och “delning av skillnader” som kännetecknar den tredje kolumnen. DNA i sig är en samling information och gener ackumulerade från många olika källor. Symbionts roll i cellens formation och funktion – och i allmänhet i allmänhet – har varit banbrytande och leds av Lynn Margulis och hennes medarbetare. (Se: Lynn Margulis och Dorion Sagan, 1997. Mikrokosmos: 4 miljarder år av mikrobiell utveckling. Universitet California Pressen, Berkeley.)

Den biologiska cellen är den första organisationsnivån som vi kan beskriva som ett komplett “system” och informationsinnehållet på denna nivå är organisatorisk eller systeminformation, som mest har att göra med orkestrering av en mängd integrerade funktioner som alla tjänar en singel kollektivt syfte: matning, försvar och reproduktion av cellen. Här subjugeras en mängd molekylära subsystem till den centrala kontrollen av cellen, i form av kärn-DNA, som styr cellulär funktion med hjälp av RNA-budbärare, och vars gener slås på och av som svar på kemisk återkoppling (den så kallade “epigenetiskt” system).

Ändå är livet ett kooperativt företag, och inom cellen finns det minst två kända symbionter, kloroplasterna och mitokondrierna och andra misstänks, såsom den motila cilien. Kloroplaster och mitokondrier (som producerar och behandlar energi för cellen) har båda sina egna DNA och reproducerar sig självständigt i cellen. Dessa är delceller som aldrig enats om att avstå sina reproduktiva alternativ till den större organisationsenheten. men de har också gjort en separat fred och tagit skydd inom det större gruppmembranet. En fördel med detta arrangemang är att det lindrar centrala cellkärnan av ansvaret för att reproducera dessa komplexa delsystem och utföra den information som är nödvändig för att göra det. De är i rollen som “underleverantörer” inom cellens övergripande ram. Det är uppenbart att kloroplaster och mitokondrier ursprungligen var fria levande celler, men de har funnit det mer praktiskt att driva sina specialiteter inom ett bredare myndighets skydd. Kanske låter de dem skarpa sina speciella färdigheter, med mindre att oroa sig för – mycket som kocken och mekanikeren på ett fartyg kan utföra sina uppgifter bättre om de kan lämna överfartens övergripande körning till kaptenen. Cell och fartyg har i sin tur nytta av sina förbättrade specialfunktioner.

Kort sagt är cellen en miniatyrorganisme eller ett samhälle, komplett med en central nukleär myndighet och specialiserade delsystem (både molekylära och symbiotiska) enligt dess reglering. Skulle vi kunna tvivla på att ett sådant system så småningom skulle ta nästa organisationssteg och skala upp till multicellulära organismer? Livet på nivån av den enda cellen (bakterier, alger) är den överlägset mest omfattande och mångsidiga livsformen på jorden. Om människor någonsin etablerar kolonier på andra planeter, kommer vi (åtminstone) att ta bakterierna med oss, som symbionter som är nödvändiga för att smälta maten och som utför andra viktiga systemfunktioner som vi ännu inte helt kan känna till.

Nivå 6 – Organismer
(organ)

Multicellulära organismer är nästa steg bortom cellulära system. Här finner vi hela celler, snarare än symbionter och kemiska system, subjugerade till en central myndighet. Hos djur befinner sig denna centrala myndighet i specialiserade celler, vävnader och organ som hjärnan och hormonproducerande körtlar, som kommunicerar med hela kroppen genom kärlsystemet och nervsystemet, medan de i planter förefaller vara bosatta i hormoner som produceras av den växande tips som kommunicerar med resten av växten genom sapet. I båda fallen hittar vi specialiserade funktionella celler, vävnader och / eller organ som är synkroniserade och orkestrerade i en harmonisk helhet.

Det är ett betydelsefullt faktum att det tog naturen mycket längre tid att utveckla organismer från celler än vad det gjorde för att utveckla levande celler från kemikalier. En förklaring kan vara att evolutionen arbetade med ett mycket mindre antal celler än organiska molekyler. En annan kan vara att det är mycket svårt att underkasta fritt levande celler till en organisms centrala myndighet, särskilt för att övertyga dem om att ge upp sina egna reproduktiva prerogativ till en organisms specialiserade reproduktionsceller. Med andra ord, evolutionen måste arbeta mot motståndet hos cellernas personliga reproduktiva agendor, medan molekylära system i tidigare fall inte var tillräckligt avancerade för att ha “personliga agendor” av någon typ; Därför klättar den större svårigheten i denna andra etapp i evolutionen mot komplexitet. (Föreställ dig svårigheten att organisera enskilda människor i ett socialt system där endast en specialiserad fångare fick reproducera sexuellt (och så uppnå en potentiell odödlighet), medan resten kunde bara klona sig tillfälligt. Det verkar helt klart bara i cellerna av en organism eftersom de alla bär exakt samma DNA.) Till denna dag har mitokondrier och kloroplaster inte avstått från sina reproduktiva rättigheter (de bär egna DNA) och vi drabbas vanligtvis av cancer. Slutligen är orkestrering av trillioner av celler till ett synkroniserat system med integrerade specialfunktioner som växer, differentierar, reproducerar och passerar genom de olika stadierna i livet harmoniskt tillsammans, helt klart en uppgift av extraordinär komplexitet. De stora organismer som har befolkat jorden under de senaste 3/4 miljarder åren, växter såväl som djur, är alla underverk av systemteknik, systeminformation och systemkoordinering, masterworks av den evolutionära processen.

I den andra positionen i rad 6 placerar vi celldelning, och i det tredje deras differentierade produkt, de funktionellt specialiserade organsystemen i den multicellulära formen. Av särskilt intresse i detta avseende är de specialiserade organen av uppfattning och deras integration i ett centralt bearbetningscentrum, hjärnan. Hjärnan framträder som den centrala kontrollmyndigheten, medan perceptuella organ fungerar för att samla information från miljön. Information kan nu lagras i hjärnan som minne, såväl som i molekylära koder.

Perceptuell information är av central betydelse för alla livsnivåer; i högre organismer kan det lagras i minnet som “programvara”, snarare än kodade in i “hårdvaran” av genomet. Minne fördärvar organismens död. Minnets verktyg är personligt snarare än allmänt, och är ett sätt att låta en organism ha mer flexibilitet i sitt beteende än det är möjligt endast från dess genom. Därför fungerar minnet som en personlig informationsuppsättning som bygger på individens unika upplevelse, som är förutom den genetiska informationen, den senare är ungefär densamma för alla organismer av en given typ. Minne är därför en mycket flexibel och individuellt anpassad informationsuppsättning som i hög grad ökar organismens chanser att överleva i en mångsidig och oförutsägbar miljö. Själva minnet (i egenskap av minneskapaciteten) blir översatt till genetisk hårdvara genom dess bidrag till organismens reproduktiva framgång. Individuella minnen kan naturligtvis överföras som “programvara” till andra organismer genom processen för “lärande” eller av andra kulturella, sociala eller föräldrakommunikationskanaler. Det instinktiva beteendet hos en myskoloni är emellertid ett exempel på socialt “minne” som överförs i form av genetik eller molekylär “hårdvara”.

Nivå 7 – Arter
(populationer)

Arter definieras av sexuell reproduktion och deras slutna genomer eller exklusiva genpooler. Katter och hundar kan inte reproducera med varandra, deras genpooler är inkompatibla och utesluter varandra. Artnivån är vår egen nivå (Homo sapiens) av organisationen. Detta är nivån hos individer, man och kvinna, som vanligtvis är associerad med de högre växterna och djuren, samt befolkning och social organisation. Medan varje enskild person innehåller ett enormt bibliotek med genetisk information som lagras i varje cells DNA ser vi framväxten på denna nivå av en ny typ av information som bärs i abstrakt och social form. Under nivå 7 bärs information i molekylär form, i gener och hormoner, i minnet, och som elektriska signaler i nervvävnad.

På artnivå hittar vi information som framträder i abstrakt form som signaler, beteende, ljud, ljus, språk – former av information som har brutit fri från molekylära bärare och riktar sig mot de specialiserade perceptuella organen för syn och hörsel. Lukt, smak och beröring förblir som mer primitiva (men ändå ytterst användbara) känslor av molekylär och taktil information. Medan växter som saknar nervsystemet, använder endast kemisk kommunikation, nästan alla djur, ryggradsdjur och ryggradslösa djur, använder någon form av abstrakt kommunikation. Sångarna och färgerna på insekter och flammande flammande ljus är kända, och ryggradslösa använder också beteendessignaler. Bland ryggradsdjur, grodjur, fåglar sjunger, fladdermöss och delfiner använder sonar, ormar använder värme, fisk använder ljus och elektriska signaler, listan är oändlig. De stora valarna anses kunna kommunicera med ljud över enorma avstånd i oceanen.

Sociala organisationer och kommunikation gör att personligt minne kan delas och fortsätta från en generation till en annan. I människa blir minnet kodat skriftligt och böcker lagrade i bibliotek, en informationsomvandling som producerar “social kunskap”. Hos människan har språkets grammatiska struktur ökat informationsinnehållet i tal till en ny nivå av precision, abstraktion och skönhet, och inrättat explosionen av mänskliga informationssystem som är vår arts ära och som omfattar en helt ny tangentiell evolutionär utveckling (en ny fraktal iteration) inom “Informationsstegen“.

Utvecklingen av mänskliga abstrakta informationssystem har skapat en informationsexplosion som endast kan jämföras med organisk kemi i det mikrofysiska området och genetiken i det biologiska riket. Återigen är denna informationsspridning resultatet av en lägre energitröskel för interaktion, abstrakta perceptuella system (syn, ljud, språk, skrift, matematik, tanke) mot molekylära koder (gener). Kommer det att finnas en annan resonans av denna informationsexplosion i det astrofysiska området med en ännu lägre energitröskel? (Superkylda kvantdatorer? Maskinintelligens? Psykiska fenomen (ESP)? Djup meditation? Kommunikation med utlänningar?)

De flesta högre djurarter är uppdelade i manliga och kvinnliga individer, ett arrangemang som är nödvändigt för att bibehålla mångfalden av deras annars slutna genpooler. Vi finner också socialt beteende på den här nivån, vilket förutsätter uppkomsten av en högre organisationsnivå, den sociala organismen, fullt utvecklad bland ryggradslösa djur (koraller, termiter, myror, bin) och (tack och lov) utvecklas till en betydligt mindre grad av perfektion i de politiska, religiösa, ekonomiska och militära organisationerna av människor. Det finns styrka och säkerhet i antal, och effektivitet och möjlighet i specialisering, förutsatt att allt är omsorgsfullt organiserat.

I cell två på nivå 7 placerar vi sexuell reproduktion, man och kvinna, och i cell tre sociala organisationer, där en population av individer (en delmängd av hela arten) är organiserad i grupper med specialiserade funktioner som alla samordnas av en central myndighet . Hos människor är denna myndighet formaliserad som regering, en blandning av bemyndigade individer och abstrakta organisatoriska koder, systemregler eller lagar.

Syftet med social organisation är att förbättra individuell överlevnad och reproduktiv framgång genom samordnad gruppåtgärd och effektiviteten i funktionell specialisering. Människosamhället kan snabbt utvecklas genom sina mest begåvade individs bidrag, eftersom samhället kan fånga sin personliga erfarenhet, kunskap och insikter skriftligen och införliva sin personliga kompetens i socialt minne, kunskap och funktion. En extra fördel med det sociala livet är personlig tillgång till sociala produkter som ingen enskild kunde producera ensam. Hos människor har denna “företagsutdelning” kommit att inkludera teknik och städer i den nuvarande tiden.

Nivå 8 – Gaia
(ekosystem)

Den slutliga biofysiska nivån av information / organisation är den för hela planetens ekosystem, ungefär det holistiska begreppet “Gaia” som avanceras av J. E. Lovelock. På denna organisationsnivå är arter bara enheterna i en bredare klassificering av herbivorer, rovdjur, parasiter, producenter (växter), konsumenter (djur), avfettare och detritivorer (agens för förfall) etc. Arter förekommer i vattenlevande och terrestriska livsmiljöer, fördelat över jordens yta som svar på klimatcykler, kontinental drift och evolutionstryck under geologisk tid (biogeografi). Den gaiska hypotesen är helt enkelt att livet modifierar jordens fysiska miljö på global nivå på ett sätt som bidrar till livets fortsättning – jorden har varit och fortsätter att vara “terraformad” av livet för att skapa en mer lämplig och stabil habitat för sig själv.

Dessa effekter är mest anmärkningsvärda i atmosfärens, oceanens och jordens kemiska sammansättning, temperaturen, nederbörden och kanske till och med jordens klimatcykler. Det faktum att den kemiska sammansättningen av jordens atmosfär, dess temperatur och till och med kemi och salthalt av oceanerna har varit stabil över geologisk tid är bevis på den hemostatiska, självbetjänade aktiviteten hos Gaia.

Den stora symbiosen mellan växter och djur i förhållande till de atmosfäriska gaserna syre, koldioxid och kvävetillgängligheten är en del av detta samspel mellan den fysiska och biotiska miljön, liksom biogeokemiska cykler med bildning av petroleum-, gas- och kolavsättningar , kalksten och saltbäddar etc. Den positiva återkopplingen mellan växter och regn, klimatpåverkan på klimatet etc. är andra exempel på kopplingen mellan levande system och den abiotiska miljön. Genetisk mångfald, ärftlighet och konkurrensen om begränsade resurser fortsätter att generera nya arter under evolutionstiden, som utnyttjar miljön på nya och / eller effektivare sätt, och varje ny art är i sig en ny resurs för vissa andra arter. Naturliga kontroller och balanser, såsom rovdjur, parasiter och sjukdomar, konkurrens, hårdhet, begränsningar, mångfald och oförutsägbarhet i miljön, se till att ingen arter överstiger gränserna för ett balanserat system för lång tid. Symbiotiska relationer gynnas över exploaterande relationer på lång sikt. Således kan hästens utrotning av tidiga jägare i Nordamerika motsättas sin domesticering i Asien, till stor nytta på den senare kontinenten av båda arterna. På liknande sätt är jordbruket som ett symbiotiskt förhållande starkt gynnad över jakt och samling som en metod för att erhålla mat.

Glacialcyklerna i jordens senaste geologiska historia visar att extrema klimatförändringar kan inträffa även inom ramen för en fullbildad, riklig och mångsidig biota, men det naturliga systemet innehåller viss typ av intern buffert eller negativ återkoppling som orsakar glaciärerna att dra sig tillbaka snabbare än de avancerade. Vi skulle behöva misstänka att dessa cykler har både en biotisk och en abiotisk orsak (till exempel Milankovitch-kretsloppscyklerna på planeten Jorden, med kanske ytterligare en insats från kontinental drift).

Den mänskliga biologiska rollen – från Gaias perspektiv
(varför vi är här och vad vi borde göra)

Men för Männens speciella utseende bland de myriade arterna av gaiska livsformer, skulle detta vara slutet på vår historia – planeten Jorden, som överflödar livet men isoleras i rymdets rymd, ett magnifikt experiment i byggandet av biologiska informationssystem av otrolig mångfald och komplexitet, alla dömda att dö med den oundvikliga utmattningen av vår Sun. Men Gaia har inte gått till allt detta problem för ingenting, för i Homo sapiens har hon planerat sin flykt från den döende solen eller katastrofala asteroidpåverkan. Mänskliga rymdresenärer kommer att bära Gaian liv i galaxen i varje riktning så långt som möjligt, sprida sig som bakterier på en agarplatta tills vi stöter på ockuperad mark och motstötningen av en lika spridande men utomjordisk livsform.

Gaia är i hennes reproduktiva fas, och vi är hennes fröer, bönder av hennes reproduktiva ändamål. Hon har skapat oss som spridningsmedel för sig själv. Visionen av Noaks ark är en vision av framtiden, inte förflutet. Detta enkla faktum förklarar all mänsklig evolution, alla mänskliga egenskaper och alla de överflöd av resurser som Gaia har lagrat över eonerna för vår användning, så att vi kan uppnå sitt stora reproduktiva mål. Liksom alla andra livsformer har Gaia sin säsong med blomning, reproduktion och spridning till nytt territorium. Detta är den speciella biologiska betydelsen av Man och den speciella betydelsen av den tid vi lever i. Det nya årtusendet kommer att vara åldern för rymdresor och upptäckter, precis som det sistnämnda har varit åldern för havet och upptäckten på jorden.

Vi tycker att rymdprogrammet är vårt program; det är det inte. Mänskligheten och rymdprogrammet har båda producerats av Gaia.

Vi har redan gått in på tröskeln till steg 9, utforskningen och koloniseringen av solsystemet. Detta kommer att vara det 21: a århundradet och därutöver. Vi kan inte berätta när nästa steg kommer att inträffa – de är beroende av för många okända på vårt nuvarande utvecklingsstadium. Men vi ser var informationsvägen leder, och vår konst – i form av science fiction – är redan på scenen för galaktisk utforskning och interaktion med utlänningar, som är förståeligt upptagna att göra precis vad vi ska göra – ta lika mycket lämpligt territorium för deras planetens livsform som möjligt. Vi kan bara hoppas att dessa framtida interaktioner blir symbiotiska. Därför är det intelligenta livet ett sätt för planeter att interagera över rymdens storhet, precis som atomkärnor samverkar på stora relativa avstånd genom elektronskalet och celler kommunicerar med varandra via kärlsystemen hos organismer som i sin tur kommunicerar via rymden via signaler och ljud av otaliga arter.

Gaia är den första nivån i organisationsbordet som ligger över vår egen nivå och på nivå 8 hittar vi krafter och syften som är större än våra egna, vilket vi kan studera och förstå men aldrig styra, och som vi är på många sätt underordnade. Det är till exempel uppenbart att vi på planetenivå aldrig kommer att kontrollera solens krafter – utvecklingen av solen, eller månens banor eller andra planeter. Det som kanske inte är så uppenbart är att samma brist på kontroll existerar på nivån av Gaia, Jordens naturliga krafter. Vi kommer aldrig att kontrollera plattektonik, vulkanism eller jordbävningar, det är troligen väder eller klimatcykler. Det framgår dessutom att vi inte ens kontrollerar vårt eget öde, i den meningen att vi bara är agenterna för Gaias reproduktiva avsikt. Förhoppningsvis är vad som är bra för Gaia också bra för oss (vi måste acceptera detta som en grundläggande sanning, precis som varje cell i vår kropp måste acceptera motsvarande premiss), men vi är vana vid att tänka på oss själva som jordens herrar , inte bönderna för hennes reproduktiva system.

Det är säkert möjligt att Gaia kommer att försämras väsentligt av hennes reproduktiva ansträngning. att människor kommer att tvingas från planeten för att undkomma sin egen aggression, utnyttjande, föroreningar och överbefolkning. I detta fall kommer utvisningen från Edens trädgård, som berättelsen om Noas Ark, att ses som en framtidsvision snarare än förflutet.
I en rent biologisk mening har vi hittat svaret på den stora frågan om existens – varför är vi här, vem är vi, och vad ska vi göra? Vi är de reproduktiva fröerna av Gaia och vi existerar för att kolonisera galaxen med hennes livsformer. Ur Gaia-perspektivet har därför mänskligheten kommit fram på jorden. Därför bör vi göra allt vi kan för att maximera vårt samarbetsförvärv av rymden – inklusive att stoppa striderna mellan oss och skydda vår jord, vilket är det enda och bästa livsstödssystemet vi kommer att ha i denna galax under en mycket lång tid.

(GÅ TILL DEL 2)

e-mail:
[email protected]
[email protected]

hemsida (sidan 1)
hemsida (sidan 2)
E-Bok

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*