Дельфис

Глава 6. Формативная причинность и морфогенез

6.1. Последовательный морфогенез

После того как субатомные частицы агрегируют в атомы, атомы объединяются в молекулы, а молекулы — в кристаллы. Кристаллы могут сохранять свою форму сколь угодно долго, пока температура остаётся ниже их точки плавления. В живых организмах — напротив, форма непрерывно изменяется. Иначе говоря, морфогенетические процессы продолжаются неопределённо долго, в бесконечно повторяющихся циклах роста и воспроизведения.

Простейшие живые организмы состоят из единственной клетки, за ростом которой следует деление, а за делением — рост. Таким образом, морфогенетические зародыши хреод деления² должны появляться в конечной форме полностью сформировавшихся клеток; а только что разделившиеся клетки служат отправными точками для хреод клеточного роста и развития.

В многоклеточных организмах эти циклы продолжаются лишь в некоторых клетках, например, в клеточных линиях зародышей, «стволовых» клетках и клетках меристемы³. Другие клетки и фактически целые ткани и органы развиваются в различные специализированные структуры, которые в дальнейшем претерпевают незначительные морфогенетические изменения: они перестают расти, хотя могут сохранять способность к регенерации после повреждения; и рано или поздно они умирают. На самом деле, возможно, что они смертны именно потому, что перестают расти⁴.

Развитие многоклеточных организмов происходит через серии стадий, контролируемых последовательностью морфогенетических полей. Сначала развиваются эмбриональные ткани под контролем первичных эмбриональных полей. Затем рано или поздно (в «мозаичном» или «регуляторном» развитии) различные области подпадают под влияние вторичных полей, у животных — полей конечностей, глаз, ушей и т.д.; у растений — полей листьев, лепестков, тычинок и т.д. Вообще говоря, морфогенезис, вызванный первичными полями, внешне не впечатляет, но имеет фундаментальное значение, поскольку устанавливает характерные различия между клетками в разных участках организма, и эти различия (согласно настоящей гипотезе) позволяют им играть роль морфогенетических зародышей полей органов. Затем в тканях, развивающихся под их влиянием, появляются зародыши вспомогательных полей, которые контролируют морфогенез структур в пределах одного органа: в листе — пластинок, прилистников, черенков и т.д.; в глазу — роговицы, радужной оболочки, хрусталика и т.д. А потом выходят на сцену морфогенетические поля ещё более низких уровней: например, контролирующие дифференциацию сосудов в пластинках листа или слизистой оболочки рта и клеток волосков на её поверхности.

Эти поля фактически исследовались экспериментально при изучении способности развивающихся организмов к регуляции после повреждения участков эмбриональной ткани или после прививки ткани, взятой из одного участка организма эмбриона на другой. Как в эмбрионах животных, так и в меристемных зонах растений, по мере развития тканей автономия различных участков возрастает; система в целом теряет способность к регуляции, но местная регуляция осуществляется в развивающихся органах, когда первичные эмбриональные поля заменяются более многочисленными вторичными полями⁵.

6.2. Полярность морфогенетических полей⁶

Большинство биологических морфических единиц поляризовано по крайней мере в одном направлении. Их морфогенетические поля, содержащие поляризованные виртуальные формы, будут автоматически принимать подходящие ориентации, если их морфогенетические зародыши также поляризованы; если полярности нет, она должна быть наложена на них. Например, сферические яйцеклетки водоросли Fucus не имеют врождённой полярности, и их развитие может начаться только после того, как они поляризуются каким-либо из разнообразных направленных стимулов — светом, градиентом концентрации веществ или электрическими токами; в отсутствие таких стимулов полярность принимается наугад, предположительно, благодаря спонтанным флуктуациям.

Почти все многоклеточные организмы поляризованы в направлении стебель-корень или голова-хвост; многие, кроме того, поляризованы и во втором направлении (вентрально-дорсальном)⁷, а некоторые — в трёх направлениях (голова-хвост, вентрально-дорсальное и левое-правое). Последняя группа является асимметричной и потенциально способна существовать в формах, которые являются зеркальными отражениями друг друга; например, улитки со спиральными раковинами. А в организмах с билатеральной симметрией⁸ асимметричные структуры, которые возникают на обеих сторонах, обязательно образуются как в правой, так и в левой форме, например, правая и левая руки.

Эти зеркальные формы имеют одинаковую морфологию и предположительно развиваются под влиянием одного и того же морфогенетического поля. Поле просто принимает конфигурацию (правую или левую) того морфогенетического зародыша, с которым оно связано. Так, правые и левые предшествующие системы влияют на правые и левые последующие системы через морфический резонанс.

Подобная интерпретация подтверждается некоторыми фактами, хорошо известными в биохимии. Молекулы аминокислот и Сахаров являются асимметричными и могут существовать как в правой, так и в левой формах. Однако в живых организмах все аминокислоты в белках являются левосторонними, тогда как большая часть Сахаров — правосторонними. Сохранение асимметрии возможно благодаря асимметричным структурам ферментов, которые катализируют (ускоряют) синтез молекул. В природе большинство аминокислот и Сахаров редко или вообще не встречаются вне живых организмов. Поэтому эти индивидуальные асимметричные формы должны вносить преобладающий вклад в морфогенетические поля молекул путём морфического резонанса. Но когда они синтезируются в искусственных условиях, получаются равные количества правосторонних и левосторонних форм. Это показывает, что такая «сторонность» формы не является внутренним свойством морфогенетических полей.

6.3. Размеры морфогенетических полей

Размеры индивидуальных атомных или молекулярных морфических единиц более или менее постоянны; это относится также к размерам кристаллических решёток, хотя, образуя кристаллы различных размеров, они повторяются неограниченное число раз. Биологические морфические единицы более разнообразны: не только имеются различия между клетками, органами и организмами данных типов, но и сами индивидуальные морфические единицы изменяют свои размеры в процессе роста. Если морфический резонанс должен возникать от прошлых систем с подобными формами, но другими размерами, и если определённое морфогенетическое поле должно оставаться связанным с растущей системой, тогда формы должны быть способны уменьшаться или увеличиваться в морфогенетическом поле. Таким образом, их существенные черты оказываются зависящими не от абсолютных, а от относительных положений их составных частей и от относительных скоростей их вибраций. Простую аналогию представляет музыка, которую воспроизводит играющая грампластинка на различных скоростях вращения: она остаётся узнаваемой, несмотря на абсолютные изменения во всех тонах и ритмах, потому что отношения нот и ритмов сохраняются теми же.

Хотя морфогенетические поля могут быть регулируемы по абсолютной величине, диапазон изменений размеров системы ограничен строгими физическими рамками. В трёхмерных системах изменения площади поверхности и объёма пропорциональны, соответственно, квадрату и кубу линейных размеров. Этот простой факт означает, что биологические системы не могут неограниченно увеличиваться или уменьшаться без потери стабильности⁹.

6.4. Возрастающая специфичность морфического резонанса в процессе морфогенеза

Энергетический резонанс не является процессом типа «всё или ничего»: система резонирует в ответ на диапазон частот, более или менее близких к её естественной частоте, хотя максимальный отклик происходит лишь тогда, когда воздействующая частота совпадает с её собственной. Аналогичным образом морфический резонанс может быть более или менее тонко «настроен» и обладает наибольшей специфичностью, когда формы прошлых и настоящих систем предельно близки.

Когда морфогенетический зародыш попадает в морфический резонанс с формами бесчисленных предшествующих систем более высоких уровней, эти формы, хотя и не совпадают точно, но порождают вероятностную структуру. На первых стадиях морфогенеза происходит актуализиция формы в определённых местах в пределах областей, задаваемых вероятностной структурой. Теперь система имеет более развитую и лучше очерченную форму и, следовательно, будет более подобна формам некоторых предшествовавших аналогичных систем, нежели другие формы; морфический резонанс от такой формы будет более специфичным и потому более эффективным. По мере того как развитие прогрессирует, селективность морфического резонанса будет возрастать.

Самую общую иллюстрацию этого принципа представляет развитие организма из оплодотворённого яйца. Ранние стадии эмбриогенеза часто напоминают таковые множества других подобных видов или даже семейств и отрядов. В процессе развития последовательно появляются определённые черты отряда, семейства, рода и, наконец, вида, а относительно незначительные признаки, отличающие один индивидуальный организм от другого того же вида, обычно появляются последними.

Эта возрастающая специфичность морфического резонанса будет стремиться канализировать развитие в направлении индивидуальных вариантов конечной формы, которые были выражены в предшествовавших организмах. Детали пути развития будут подвержены влиянию как генетических факторов, так и окружающей среды: организм определённого генетического строения будет стремиться развиваться таким образом, чтобы входить в специфический морфический резонанс с предшествовавшими индивидами той же генетической конституции; а окружающая среда будет стремиться вовлечь организм в область специфического морфического влияния прошлых организмов, которые развивались в том же окружении.

Предшествовавшие подобные морфические единицы, которые являлись частями такого же организма, будут оказывать ещё более специфическое воздействие. Например, формы предыдущих листьев на дереве, вероятно, будут вносить значительный вклад в морфогенетическое поле, стремясь стабилизировать форму листьев, характерную именно для этого дерева.

6.5. Сохранение и стабильность форм

В конце процесса морфогенеза существующая форма системы совпадает с виртуальной формой, задаваемой морфогенетическим полем. Непрерывная связь системы с её полем наиболее чётко выявляется в феномене регенерации. Восстановление формы после незначительных отклонений от конечной формы менее очевидно, но не менее важно: морфическая единица непрерывно корректируется своим морфогенетическим полем. В биологических и, до некоторой степени, в химических системах это поддержание формы позволяет морфическим единицам сохраняться даже несмотря на изменения их составных частей, когда они «переворачиваются» и замещаются. Само морфогенетическое поле сохраняется благодаря непрерывному воздействию форм подобных прошлых систем.

Чрезвычайно интересная особенность морфического резонанса, действующего на систему с долго сохраняющейся формой, состоит в том, что он содержит в себе вклад прошлых состояний самой системы. До тех пор пока система похожа на себя в прошлом более, нежели на любую другую предшествующую систему, само-резонанс будет обладать высокой специфичностью. Это действительно может иметь фундаментальное значение для сохранения идентичности самой системы.

Материю больше нельзя представлять как состоящую из твёрдых частиц наподобие крошечных бильярдных шаров, которые не изменяются во времени. Материальные системы есть динамические структуры, постоянно творящие себя заново. Согласно настоящей гипотезе, выживание материальных форм зависит от повторяющейся актуализации системы под влиянием её морфогенетического поля; в то же время само поле непрерывно воспроизводится путём морфического резонанса с прошлыми подобными формами. В большей степени сходные и, следовательно, оказывающие наиболее сильное воздействие — это формы самой этой системы в недалёком прошлом. Данный вывод имеет глубокие физические следствия: предпочтительный резонанс системы с самой собой в только что окончившемся прошлом может помочь найти разумное объяснение её сохранению не только во времени, но также и в определённом месте¹⁰.

6.6. Замечание о физическом «дуализме»

Все актуальные морфические единицы можно рассматривать как формы энергии. С одной стороны, их структуры и характер активности зависят от морфогенетических полей, с которыми они связаны и под влиянием которых появились на свет. С другой стороны, само их существование и способность взаимодействовать с другими материальными системами обусловлены заключённой в них энергией. Но, хотя эти аспекты формы и энергии могут быть разделены концептуально, в действительности, они всегда связаны друг с другом. Никакая морфическая единица не может обладать энергией без формы, и никакая материальная форма не может существовать без энергии.

Этот физический «дуализм» формы и энергии, который выявляется гипотезой формативной причинности, имеет много общего с так называемым корпускулярно-волновым дуализмом квантовой теории.

Согласно гипотезе формативной причинности, различие между морфогенезом атомов, молекул, кристаллов, клеток, тканей, органов и организмов — лишь в степени. Если «дуализм» состоит в том, что орбитали электронов в атомах заключают в себе дуализм волны и частицы, или энергии и формы, то это справедливо и для более сложных форм морфических единиц высших уровней; но если первые не считаются дуалистич- ными, тогда и вторые дуализмом не обладают¹¹.

Однако несомненно существует и качественное различие между гипотезой формативной причинности и общепринятой теорией. Последняя не даёт фундаментального понимания причин форм, если не допустить, что описывающие их уравнения «математических структур» играют причинную роль; но если это допускается, то возникает весьма загадочный дуализм между математикой и реальностью. Гипотеза формативной причинности преодолевает эту проблему тем, что рассматривает формы предшествующих систем как причины последующих подобных форм. С привычной точки зрения это лекарство может показаться хуже, чем сама болезнь, поскольку оно требует возможности воздействия через время и пространство, и этим отличается от любого возможного способа физического действия. Однако это утверждение не метафизическое, но физическое, и его можно проверить экспериментально.

Если эта гипотеза подтвердится экспериментально, она не только позволит интерпретировать различные материальные поля квантовой теории на языке морфогенетических полей, но может также открыть пути к новому пониманию других физических полей.

В морфогенетическом поле атома обнажённое атомное ядро, окружённое виртуальными орбиталями, служит морфогенетическим «аттрактором» для электронов. Возможно, так называемое электрическое притяжение между ядром и электронами может рассматриваться как аспект этого атомного морфогенетического поля. Когда конечная форма атома актуализируется путём захвата электронов, она более не является морфогенетическим «аттрактором», и в «электрических» терминах она нейтральна. Тогда нет ничего немыслимого в утверждении, что электромагнитные поля можно вывести из морфогенетических полей атомов.

Подобным же образом, в конечном счёте, может оказаться, что допустимо интерпретировать сильные и слабые ядерные силы на языке морфогенетических полей атомных ядер и ядерных частиц.

6.7. Обобщение гипотезы формативной причинности

(1) В дополнение к типам энергетической причинности, известным физике, а также к причинности, обусловленной структурами известных физических полей, другой тип причинности ответственен за формы всех материальных морфических единиц (субатомных частиц, атомов, молекул, кристаллов, квази-кристаллических агрегатов, органелл, клеток, тканей, органов, организмов). Форма, как она здесь понимается, включает не только конфигурацию внешней поверхности морфической единицы, но также её внутреннюю структуру. Эта причинность, называемая формативной, накладывает пространственные ограничения на изменения, вызываемые энергетической причинностью. Формативная причинность сама по себе не энергетична и не сводима к причинности, обусловленной известными физическими полями (разделы 3.3, 3.4).

(2) Формативная причинность зависит от морфогенетических полей, то есть структур, оказывающих воздействие на материальные системы. Морфогенетическая единица каждого вида имеет своё характерное морфогенетическое поле. В морфогенезе индивидуальной морфической единицы одна или более из её характерных частей (называемая морфогенетическим зародышем) становится - окружённой или погружённой в морфогенетическое поле целой морфической единицы. Это поле содержит виртуальную форму морфической единицы, которая актуализируется по мере того, как подходящие компоненты этой системы входят в область его влияния и занимают соответствующие положения. Попадание частей морфической единицы в нужные положения сопровождается высвобождением энергии, обычно в виде тепла, и является термодинамически самопроизвольным; с энергетической точки зрения, структуры морфических единиц представляют собой минимумы, или «колодцы», потенциальной энергии (разделы 3.4, 4.1, 4.2, 4.4, 4.5).

(3) Большинство процессов неорганического морфогенеза протекает быстро, но биологический морфогенез проходит относительно медленно и осуществляется через последовательные промежуточные стадии. Обычно он идёт по определённому пути развития; такой путь называется хреодой. Тем не менее, морфогенез может также идти к конечной форме от различных морфогенетических зародышей и различными путями, как в феноменах регуляции и регенерации. В циклах клеточного роста и деления, а также в развитии дифференцированных структур многоклеточных организмов порядок морфогенетических процессов зависит от воздействия последовательности морфогенетических полей (разделы 2.4, 4.1, 5.4, 6.1).

(4) Характерная форма данной морфической единицы определяется формами предыдущих подобных систем, которые воздействуют на неё через время и пространство благодаря процессу, именуемому морфическим резонансом. Это воздействие осуществляется с помощью морфогенетического поля и зависит от трёхмерной структуры и организации вибраций системы. Морфический резонанс подобен энергетическому по своей специфичности, но он не может быть объяснён с помощью какого-либо из известных типов резонанса и не сопровождается переносом энергии (разделы 5.1, 5.3).

(5) Все подобные прошлые системы воздействуют на последующие подобные системы путём морфического резонанса. Условно принимается, что это воздействие не прерывается временем и пространством, а продолжается неопределённо долго; однако относительный эффект данной системы уменьшается по мере того, как увеличивается число подобных систем, вносящих вклад в морфический резонанс (раздел 5.4, 5.5).

(6) Гипотеза формативной причинности объясняет повторение форм, но не объясняет того, каким образом появляется на свет первый экземпляр любой данной формы. Это уникальное событие может быть приписано случаю или творческой силе, присущей материи, либо трансцендентному творческому принципу. Выбор между данными альтернативами можно сделать только с метафизических позиций, и он лежит вне поля зрения этой гипотезы (раздел 5.1).

(7) Морфический резонанс от промежуточных стадий предыдущих подобных процессов морфогенеза стремится направить (канализировать) последующие подобные морфогенетические процессы по тем же самым хреодам (раздел 5.4).

(8) Морфический резонанс от прошлых систем с характерной полярностью может осуществляться эффективно только после того, как морфогенетический зародыш последующей системы был должным образом поляризован. Системы, асимметричные во всех трёх измерениях и существующие в право- или левосторонних формах, влияют на последующие подобные системы посредством морфического резонанса независимо от их конформации (раздел 6.2).

(9) Морфогенетические поля подвержены регуляции по абсолютной величине и могут быть увеличены или уменьшены «в масштабе» в определённых пределах. Таким образом, предшествующие системы могут влиять на последующие системы подобной формы через морфический резонанс, даже если их размеры отличаются по абсолютной величине (раздел 6.1).

(10) Даже после «подгонки» по размерам многие предшествующие системы, влияющие на последующую систему через морфический резонанс, не идентичны, но лишь подобны по форме. Поэтому их формы не могут точно совпадать в морфогенетическом поле. Наиболее часто повторяющийся тип предшествующей формы даёт наибольший вклад посредством морфического резонанса, наименее частый — наименьший: морфогенетические поля точно не определены, но представлены вероятностными структурами, которые зависят от статистического распределения предшествующих подобных форм. Распределения вероятностей для электронных орбита- лей, описываемые решениями уравнения Шредингера, являются примерами таких вероятностных структур, подобных вероятностным структурам морфогенетических полей морфических единиц на высших уровнях (разделы 4.3, 5.4).

(11) Морфогенетические поля морфических единиц влияют на морфогенетические поля составляющих их частей. Так, поля тканей воздействуют на поля клеток; поля клеток — на поля органелл; поля кристаллов — на поля молекул; поля молекул — на поля атомов и так далее. Эти воздействия зависят от влияния вероятностных структур высших уровней на вероятностные структуры низших уровней и, таким образом, имеют вероятностную природу (разделы 4.3, 4.4).

(12) После того как конечная форма морфической единицы проявилась, её стабилизирует и поддерживает непрерывное воздействие морфического резонанса со стороны прошлых подобных систем. Если форма сохраняется, действующий на неё морфический резонанс будет включать вклад её собственных прошлых состояний. Поскольку система похожа на свои собственные прошлые состояния в большей степени, чем на прошлые состояния других систем, такой морфический резонанс будет высоко специфичным и может иметь большое значение для поддержания идентичности системы (разделы 6.4, 6.5).

(13) Гипотезу формативной причинности можно проверить экспериментально (раздел 5.6).