Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты




Скачать 2.84 Mb.
Название Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты
страница 7/21
Дата публикации 28.05.2014
Размер 2.84 Mb.
Тип Реферат
literature-edu.ru > География > Реферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   21
§ 4. ЗАКОН ИЗОМЕРИЗАЦИИ. ЭВРИСТИКА


Как мы помним, согласно предложению II, возникновение , ( j =1, 2, 3, ... , s ) подмножеств возможно в том и только в том случае, когда при преобразовании композиций одних подмножеств в композиции других подмножеств изменяются: 1) либо число, либо отношения, 3) либо число и отношения, 4) либо сами композиции, переходя друг в друга (в сочетании или вне с предыдущими случаями). Ниже рассмотрим системы с точки зрения условий 2) и отчасти 3).
Предложение VIII. В системе Si , которая удовлетворяет условию 2) предложения II, имеет место изомерия (закон изомеризации).
Объективно изомерия есть i-е множество объектов, одинаковых по составу — числу и виду элементов, но различных по взаимоотношениям последних. Математически изомер — это перестановка, изомерия — множество перестановок или размещений из n элементов по п (п = b1, b2,…,br; в частном случае n = 0, 1, 2, ..., р(0)). Из сказанного видно, что условие 2) и условия, приводящие к существованию изомерии — тождественность по составу и различия по межэлементным отношениям, — совпадают. Отсюда в системе S с f такими подмножествами , ( f = 1, 2, 3, ... , j = 1, 2, 3, ... , f ), композиции которых одинаковы по соответствующему для j-го подмножества составу первичных элементов, но различных по взаимоотношению последних, в такой системе по определению должно иметь место f изомерий. Предложение VIII доказано. Из приведенного определения видно, что понятие изомерии связано с понятиями множество, объектов, тождество, элемент, состав, различие, отношение. Ни одно из этих понятий не специфично для какой-либо одной или лишь части форм движения материи. Более того, если не для каждого объекта, то по крайней мере для каждой формы движения материи отвечающие этим понятиям и определению изомерии «условия» имеют место. Последняя тем самым должна быть распространена весьма широко.
Как известно, первоначально была открыта химическая изомерия в 1822—1830 гг. химиками Ф. Велером, Ю. Либихом, Я. Берцелиусом на двух разных веществах одного и того же состава — циановокислом и гремучем серебре (АgСNО и АgОСN). Впоследствии это явление получило объяснение в теории химического строения А. М. Бутлерова. С тех пор исследованию изомерии химических соединений были посвящены тысячи работ.
Здесь следует отметить, что в литературе химическая изомерия классифицируется исходя из самых различных оснований, чаще с точки зрения отношения к отражению в зеркале. В этом последнем случае различают следующие изомерии. 1. Диссиметрическую: все изомеры совокупности при отражении в зеркале свою конфигурацию изменяют на противоположную, т. е. являются диссимметричными (правыми — D или левыми — L). Такова изомерия мол кул с k0 асимметрическими атомами (чаще всего углерода). 2. Недиссимметрическую: все изомеры совокупности при отражении в зеркале свою конфигурацию изменяют, остаются тождественными самим себе; таковы, например, некоторые углеводороды. З. Диссиметро-недиссимметрическую: при отражении в зеркале одни изомеры изменяют свою конфигурацию на противоположную, другие не изменяют. Такова изомерия виной кислоты, существующей в виде двух антиподов — D и L и одной недиссимметрической мезо-модификации.
С точки зрения связей между элементами химики различают следующие изомеризации — переходы одних изомеров в другие: а) конформационную (при этом связи сохраняются), б) неконформационную (связи рвутся), в) конформационно-неконформационную (одни связи сохраняются, другие рвутся). С точки зрения направления различают изомеризацию прямую, обратную, обратимую — таутомерную, необратимую — нетаутомерную.
Примерно 100 лет спустя после открытия химичкой изомерии, Отто Ганом в 1921 г. на естественно-радиоактивных изотопах протактиния-234 был а открыта ядерно-физическая изомерия — изомерия атомных ядер. На искусственно-радиоактивных изотопах брома 80 аналогичное открытие в 1935 г. было сделано советскими физиками Б. Курчатовым, И. Курчатовым, Л. Мысовским, Л. Русиновым. С тех пор исследованию изомерии атомных ядер посвящено более тысячи работ.
Еще позднее, начиная с 1956—1957 гг., в большой серии работ нами была открыта биологическая изомерия на объектах, резко отличных от химических соединений. Именно на одинаковых по составу, но различных по строению венчиках цветков растений, их листьях, корнях, побегах, а также на животных типа D и L моллюсков, голубей «правух» и «левух», однояйцовых близнецах «правшах» и «левшах»; на микроорганизмах типа D, L, DL Baculius mycoides F., фазах митоза и мейоза; совокупности хромосом с инверсными, «цис-транс» и иными расположениями генов. При этом учет неспецифической природы операции зеркального отражения, понятий «связь», «направление», «обратимость», «структура», «функция» позволил обнаружить на этих объектах все описанные выше изомерийные явления, которые в литературе ранее молчаливо рассматривались как сугубо химические. Одновременно — прежде всего на цветках растений — нами была доказана при описании их строения необходимость привлечения множества структур и видов симметрии, выведены классы их симметрии, установлено существование новых видов— (био) симметрических—систем, структур и организаций; изучены закономерности частот встречаемости изомеров, показано их серьезное эволюционное значение, в ряде случаев выявлены различия изомеров, в том числе антиподов, по их биохимическим и физиологическим свойтвам; установлено наличие законов встречаемости и свойств биоэнантиоморфов, доказано их противоречие требованиям простой и комбинированной инверсии и тем самым показано принципиальное сходство явлений, выраженных этими законами, с установленными в физике элементарных частиц явлениями нарушения требований законов простой и комбинированной четности; предложена гипотеза о причинах различной встречаемости D, L, DL биоформ, экспериментально доказана принципиальная взаимопревращаемость этих форм.
Что касается человеческого общества, то здесь хотя проявления изомерии и многообразны, тем не менее они не изучены. Поэтому укажем лишь на отдельные примеры. Возьмем анаграммы. Так в старину называли тексты, слова с переставленными буквами, как, например, слова «сон» и «нос». до широкого распространения периодических изданий ученые нередко сообщали друг другу о своих открытиях посредством анаграмм. Так, 1-1. Я. Виленкин в популярной книжке «Комбинаторика» сообщает, что, когда Христиан Гюйгенс (1629—1695) открыл кольцо Сатурна, он составил анаграмму
а а а а а а а, с с с с с, d, е е е е е, g, h i i i i i i i, l. l l l т m, ппппппппп, оооо, рр, q, rr, s, ttttt, u u u u u. Если поставить в ней буквы в нужном порядке, то получится текст «Annulo cingitur tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato» («Окружен кольцом тонким, плоским, нигде не подвешенным, наклонным к эклиптике»). На той же странице читаем: «К анаграммам прибегали и в политических спорах. Например, после убийства французского короля Генриха III из имени его убийцы frère Jacques Clément (брат Жак Клеман) составили анаграмму С’est l’enfer qui m’acreé (меня создал ад). Противники короля не остались в долгу и из его имени Henri de Valois (Анри де Валуа) составили анаграмму Vilain Herodés (Иродова мерзость)» 87.
Принципиально другой пример представляют раз личные предприятия до и после такой научной организации труда, в результате которой состав работников остается неизменным, а их взаимные отношения изменяются (эффективность же деятельности предприятия от такой перестановки также изменяется). Следующий пример относится к спорту. Здесь изомерию представляет множество одинаковых по составу, но различных по взаимоотношениям игроков состояний хоккейных, баскетбольных, футбольных, волейбольных и тому подобных команд. Таково же множество стадий шахматной или шашечной партии, отличающихся друг от друга по взаиморасположению фигур.
Таковы основные факты существования изомерии. Таким образом, в соответствии со следствием предложения VIII они распространены действительно широко. Эти факты с новых сторон раскрывают единство природы. Причина такого единства, как мы теперь понимаем, системная природа объектов неживых и живых. Поэтому будет естественно ожидать открытия изомерии буквально во всех науках — астрономических, психологических, геологических и т. д.
Предлагаемая в настоящем виде теория изомерии далее может быть развита в самых различных направлениях. Здесь мы укажем на 6 из них.
Первое направление. Новые результаты могут быть получены посредством развиваемой нами математической теории диссфакторов, более подробно о которой читатель может узнать из § 2 главы 6. Можно доказать, что существует три типа диссимметрической изомерии (диссизомерии) 88 I тип (уже известный; В этом случае все диссфакторы могут комбинировать(‘Я друг с другом и число диссизомеров S в общем случае равно = Pk0 ; II тип (новый; в этом случае не все диссфакторы могут комбинироваться друг с другом и в одном из важнейших случаев +k1+ . . . + kn = ; III тип (новый; в этом случае ни один диссфактор не может комбинироваться с другим и = 2k1).
Второе направление. Новый путь для развития теории изомерии открывает констатация того тривиального факта, что правое и левое — частные случаи положительного и отрицательного. Данное обстоятельство позволяет прийти к идее антиизомерии со следующими классами.
1. «+, —». В этом случае «положительные» (+) и «отрицательные» (—) изомеры существуют отдельно друг от друга. Диссизомерия один из бесчисленного множества возможных видов этого класса. В качестве другой модели такой изомерии может быть взято множество «цепей» из k0 звеньев. При этом предполагается, что: 1) каждое i-е звено есть сфер Аi в сфере Вi (АВ) или наоборот сфера Вi в сфере Аi (ВА) (i= 1, 2, 3, ..., k0); 2) при изомеризациях — переходах одних изомеров в другие Аi сфер может стать на место Вi ,

а Вi — на место Аi , сами же звенья местами (номерами) меняться не могут Важно

отметить, что данное множество изомерных цепей с точки зрения зеркального отражения будет относиться к недиссимметрической изомерии, так как каждая изомерная цепь при отражении в зеркале не изменит своей конфигурации на противоположную. тем не менее, как и в случае диссизомерии, общее число Р таких изомеров-цепей будет эти недиссимметрических изомеров также будут состять из пар антиподов; по отношению к антиподам каждой пары антиподы остальных пар также будут диастереоизомерны. Отсюда явления существования антиподов и диастереоизомеров, котрые ранее в химии связывали только с диссимметрияческой изомерией, в действительности присущи значительно большему классу объектов.

2. (+, —). В этом случае каждый изомер сам себе противоположен и положительные «формы» не существуют отдельно от отрицательных. Недиссимметрическая изомерия один из множества видов этот класса.
3. [«+, — », (+, —)]. В этом случае у одних изомеров имеются, у других не имеются отдельно существующие противоположные им формы. диссимметро-недиссимметрическая изомерия один из видов этого класса. Возможно также множество других видов. От указанных трех новых классов можно перейти к более общим.
В «Опыте аксиоматическото построения ОТС» простую антиизомерию мы обобщили до кратной антиизомерии. В этом последнем случае каждый изомер обладает l различными свойствами В1, В2, ... l , каждое из которых способно пребывать в двух изомерных состояниях — положительном (+) и отрицательном () или в более общем случае — в 1-м и во 2-м. Обобщение кратной антиизомерии привело нас к ‚цветной изомерии 89. Здесь каждый «цветной» изомер обладает свойством В, способным пребывать уже не в двух, а в двух или более состояниях, т. е. в 1-м, 2-м, ..., в v-м. Синтез обеих изомерий привел нас к цветной антиизомерии, цветной кратной антиизомерии‚ кратной цветной изомерии, кратной цветной кратной антиизомерии. Классификациия же изомерий по виду изменений (операций), коими один изомер переходит в другой изомер той же самой совокупности, завершилась выводом 54 типов структурной изомерии (см. табл. 1). В настоящее время примерно для 20 из 54 изомерий нами построены модели. Выше мы привели модель антиизомерии. Ниже мы приведем модель ещё одной изомерии — изомерии подобия.
Модель недиссимметрической изомерии подобия.
Моделью изомерии подобия может быть множество «цепей» из k0, в общем случае различных по диаметрам сфер (звеньев). Предполагается, что при переходе одной цепи к другой i диаметры di (i = 1, 2, 3,..., k0) и, стало быть, сами i-е сферы остаются
незменными, изменяются же по законам подобия (пропорционально) лишь расстояния между центрами i-х сфер. Тогда нетрудно обнаружить, что множество таких цепей образует изомерию, так как в согласии с определением мы действительно имеем множество объектов (цепей) одного и того же состава (набора из k0 сфер), но с различными межэлементными отношениями (с различными, но подчиненными законам подобия расстояниями). Понятно что с точки зрения отношения к зеркальному отражению данное множество «цепей» будет недиссимметрической изомерией.

Теоретические соображения, развитые выше, позволяют предположить возможность существования ещё двух классов изомерии подобия — диссимметрической и диссимметро-недиссимметрической. Нетрудно да модели и таких изомерий. Для этого мы воспользуемся, во-первых, одной из предельных, именно шаровых групп симметрии П. Кюри вида ∞/∞, во-вторы шаровыми — правыми и левыми — моделями, специально предложенными для этого случая А. В. Шубниковым 90. Недиссимметрический шар (сферу) симметрии ∞/∞ ∙ m т А. В. Шубников уподобил шару с наклееными на его поверхность равномерно, но произвольно асимметричекими чешуйками, имеющими форму правой вой или левой запятой. Предполагается, что на поверхности недиссимметрического шара число D-запятых равно числу L-запятых (возможен, конечно, как у наc выше, вариант недиссиметрического шара совсем без «запятых»). диссимметрические шары (сферы) симметрии уже ∞/∞ А. В. Шубников представил в виде шара, оклеенного только D-запятыми (D — шар), и в виде шара, оклеенного только L-запятыми (L—шар). Теперь перейдем к моделям.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   21

Похожие:

Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon И публицистической литературы человек и природа
Восприятия человеком природы как живой материи (влияния природы на душу человека)
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Тема: Природа в музыке и поэзии
Цели: показать красоту и величие русской природы через литературные и музыкальные произведения; повторить экологические правила;...
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Experimenta lucifera выпуск 5
Н. И. Лобачевского. В публикуемых статьях отражены филологические, философские и культурологические аспекты поднятой проблемы. Публикуемые...
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Философские аспекты староверия Издательский Дом „Третий Рим“
Россию к крушению. Но, к сожалению, до сих пор корни старообрядчества и причины русского церковного раскола семнадцатого века все...
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Тема: «Природа родного края». Цели
Она порадовала нас теплыми деньками, хорошей погодой, красотой осенней природы и мы ждем ее в гости на следующий год
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Урок биологии и литературы на тему: «Природа в поэзии XIX века»
Земли; развивать интерес к изучению природы, к поэзии; воспитывать любовь к природе, стремление охранять её
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Тема: «Философские мотивы в лирике Пушкина. Анализ стихотворения «Элегия»
Это не могло не отразиться на его лирике, поэтому философские мотивы пронизывают все его творчество
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Наименование раздела программы Кол-во часов Тип урока Элементы содержания...
Естественно-научные и социально-гуманитарные знания. Классификация социально-гуманитарных наук. Социология, политология, социальная...
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Олимпиады по естественно-математическим дисциплинам в сети Интернет
России и дающих льготы для поступления в вуз. Обсуждаются профориентационные аспекты участия школьников в профильных олимпиадах....
Симметрия природы и природа симметрии философские и естественно-научные аспекты icon Книга третья. Природа и человек … Пока мы не знаем закона природы,...
«Чудеса: Популярная энциклопедия. Том 2»: Главная редакция Казахской советской энциклопедии; Алма-Ата; 1991
Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции