Концепции современного естествознания
Шкалирование систем по массам
Все известное разнообразие материальных структур от кварков до Метагалактики распадается на большие блоки, массы которых различаются в = 4*106 - еще одно гармоническое соотношение, проявляющееся в мироздании. Ядро Галактики имеет массу в 4*106 раз большую массы Солнца, т. е. эти массы связывает критическая константа . Разделив массу Солнца на , получим 5,3*1026 г. Ален (1977) приводит отношение массы Солнца к массам планет, при этом наибольшие отношения отмечены для Меркурия - 6,023*106 и Плутона - 3*106, т. е. первой и последней планет Солнечной системы. Таким образом, полученное значение соответствует массам наиболее легких планет Солнечной системы, т. е. определяет границу масс планетарного уровня.
Разделив 5,3*1026 г (частное от деления массы Солнца на ) еще раз на , получим 1,4*1020 г, что близко к оценкам массы живого вещества биосферы (биостромы). Так, Вернадский писал: "В 1927 г., по моим подсчетам, вес живого вещества представлялся как много гексалионов граммов (1021 г). Вес биосферы несколько окталионов граммов (1027 г)" (1987, С. 274). По расчетам Шипунова (1980), суммарная масса живого вещества, выявленного в биосфере, оценивается в 2/3*1018 г. Отсюда масса биостромы находится в диапазоне 1018 - 1021 г.
В свою очередь разделив 1,4*1020 г на , получим 3,6*1013 г. Очевидно, это предельная оценка массы популяционной системы. Вернадский писал: "Я: пробовал: выразить вес одной тучи саранчи, наблюдавшейся доктором Карутерсом над Красным морем в 1889 г. при организации международной борьбы с саранчой. Вес этой тучи отвечал 4,4*107 т" (1987, С. 287), что соответствует 4,4*1013 г. Шипунов (1980) приводит оценку массы человечества, которая к началу 70-х г.г. составила 2/3*1014 г. Вернадский обращал внимание на принципиальность нахождения предельных оценок массы популяций: "Для дальнейшей работы в области геохимии точное определение наименьшего возможного числа М (массы: однородного живого вещества, могущего существовать на нашей планете) имеет первостепенное значение. Это должно быть сделано биометрически правильно. Чисел этих пока нет." (1987, С. 293)
Разделив 3,6*1013 г на , получим 107 г, что близко к максимальным массам животных. Так, киты имеют максимальную массу 150т = 1,5*108 г, а слоны - 7,5*106 г (Биол. Энцикл. Словарь, 1986). Таким образом, предельная масса организмов в наземных условиях соответствует критической оценке массы данного уровня. Разделив 107 на , получим 2,5 г, что соответствует минимальной массе млекопитающих (мелкие землеройки весят 3-4 г; Проссер, 1977). Одновременно это оценка минимальной массы органов крупных теплокровных (Человек: , 1977).
Разделив 2,5 г на , получим 6,6*10-7 г. Шмидт-Нильсен (1976) приводит данные, что это число соответствует минимальным массам пойкилотермных животных. Значения масс такого порядка имеют яйца плацентарных млекопитающих. По данным, приведенным в "Биол. Энцикл. Словаре" (1986), их размеры составляют от 50 мкм до 180 мкм, для человека - 89-91 мкм. Сходные размеры у яиц многих беспозвоночных. Эти значения размеров дают оценки масс 10-7 - 6*10-6 г.
Разделив 6*10-7 г на , получим 1,7*10-13 г, что соответствует минимальным размерам одноклеточных организмов. В этом диапазоне находятся также минимальные по размерам эукариотные клетки. По данным "Биол. Энцикл. Словаря", их размер составляет 10 мкм, что дает массу 0,5*10-12 г. Кроме этого, по данным этого словаря, масса ДНК яйцеклетки человека в 0,6*10-13 г кодирует свойства всех его белков.
Разделив 1,7*10-13 г на , получим 4,6*10-20 г, что соответствует минимальной массе белков. Белки имеют относительную молекулярную массу от 5000 до многих миллионов. Отсюда для минимальной молекулярной массы оценим массу белка в 1,66*10-24*5*103 = 0,8*10-23 г.
Разделив 4,6*10-20 г на , получим 1,2*10-27 г, что близко к массе электрона 0,9*10-27 г (Яворский, Детлаф, 1963). Последовательность расчетных значений критических масс в соответствии с оценками характерных значений масс на разных структурных уровнях приведена в таблице.
*Величина взятая за начало отсчета.
**БЭС - Биологический энциклопедический словарь.
Таким образом, расчитанная из гармонических соотношений шкала критических масс выделяет диапазоны, границы которых соответствуют ядру Галактики, Солнцу, биосфере, организму, яйцеклетке, клетке, белку и электрону. На уровне биологических структур это соответствует ряду: биострома - популяция - организм - орган - яйцеклетка - клетки - белок - электрон, т. е. восьми уровням иерархии.
Разделив 5,3*1026 г (частное от деления массы Солнца на ) еще раз на , получим 1,4*1020 г, что близко к оценкам массы живого вещества биосферы (биостромы). Так, Вернадский писал: "В 1927 г., по моим подсчетам, вес живого вещества представлялся как много гексалионов граммов (1021 г). Вес биосферы несколько окталионов граммов (1027 г)" (1987, С. 274). По расчетам Шипунова (1980), суммарная масса живого вещества, выявленного в биосфере, оценивается в 2/3*1018 г. Отсюда масса биостромы находится в диапазоне 1018 - 1021 г.
В свою очередь разделив 1,4*1020 г на , получим 3,6*1013 г. Очевидно, это предельная оценка массы популяционной системы. Вернадский писал: "Я: пробовал: выразить вес одной тучи саранчи, наблюдавшейся доктором Карутерсом над Красным морем в 1889 г. при организации международной борьбы с саранчой. Вес этой тучи отвечал 4,4*107 т" (1987, С. 287), что соответствует 4,4*1013 г. Шипунов (1980) приводит оценку массы человечества, которая к началу 70-х г.г. составила 2/3*1014 г. Вернадский обращал внимание на принципиальность нахождения предельных оценок массы популяций: "Для дальнейшей работы в области геохимии точное определение наименьшего возможного числа М (массы: однородного живого вещества, могущего существовать на нашей планете) имеет первостепенное значение. Это должно быть сделано биометрически правильно. Чисел этих пока нет." (1987, С. 293)
Разделив 3,6*1013 г на , получим 107 г, что близко к максимальным массам животных. Так, киты имеют максимальную массу 150т = 1,5*108 г, а слоны - 7,5*106 г (Биол. Энцикл. Словарь, 1986). Таким образом, предельная масса организмов в наземных условиях соответствует критической оценке массы данного уровня. Разделив 107 на , получим 2,5 г, что соответствует минимальной массе млекопитающих (мелкие землеройки весят 3-4 г; Проссер, 1977). Одновременно это оценка минимальной массы органов крупных теплокровных (Человек: , 1977).
Разделив 2,5 г на , получим 6,6*10-7 г. Шмидт-Нильсен (1976) приводит данные, что это число соответствует минимальным массам пойкилотермных животных. Значения масс такого порядка имеют яйца плацентарных млекопитающих. По данным, приведенным в "Биол. Энцикл. Словаре" (1986), их размеры составляют от 50 мкм до 180 мкм, для человека - 89-91 мкм. Сходные размеры у яиц многих беспозвоночных. Эти значения размеров дают оценки масс 10-7 - 6*10-6 г.
Разделив 6*10-7 г на , получим 1,7*10-13 г, что соответствует минимальным размерам одноклеточных организмов. В этом диапазоне находятся также минимальные по размерам эукариотные клетки. По данным "Биол. Энцикл. Словаря", их размер составляет 10 мкм, что дает массу 0,5*10-12 г. Кроме этого, по данным этого словаря, масса ДНК яйцеклетки человека в 0,6*10-13 г кодирует свойства всех его белков.
Разделив 1,7*10-13 г на , получим 4,6*10-20 г, что соответствует минимальной массе белков. Белки имеют относительную молекулярную массу от 5000 до многих миллионов. Отсюда для минимальной молекулярной массы оценим массу белка в 1,66*10-24*5*103 = 0,8*10-23 г.
Разделив 4,6*10-20 г на , получим 1,2*10-27 г, что близко к массе электрона 0,9*10-27 г (Яворский, Детлаф, 1963). Последовательность расчетных значений критических масс в соответствии с оценками характерных значений масс на разных структурных уровнях приведена в таблице.
*Величина взятая за начало отсчета.
**БЭС - Биологический энциклопедический словарь.
Таким образом, расчитанная из гармонических соотношений шкала критических масс выделяет диапазоны, границы которых соответствуют ядру Галактики, Солнцу, биосфере, организму, яйцеклетке, клетке, белку и электрону. На уровне биологических структур это соответствует ряду: биострома - популяция - организм - орган - яйцеклетка - клетки - белок - электрон, т. е. восьми уровням иерархии.
- Войдите на сайт для отправки комментариев