Хоменков А. С.
Итак, условия нашей Вселенной, как и условия Земли, созданы идеально подходящими для существования жизни. Отметим еще раз, что просто создание Вселенной с идеальными для жизни условиями оказалось недостаточным для того, что жизнь могла в ней существовать. В рамках уникальных свойств нашей Вселенной понадобилось создание еще и «оазиса» – нашей Земли с ее удивительно благоприятными условиями. Жизнь – это столь хрупкое явление, что без такого дополнительного попечения о себе, она не смогла бы существовать во Вселенной. Но, самое удивительное, что этими благоприятными для жизни земными условиями попечение Творца о живых существах не ограничивается. Если бы не было еще одного чудесного вмешательства в «естественный» ход событий, жизнь во Вселенной не смогла бы существовать. Речь идет об удивительных свойствах важнейшего для жизни вещества – воды.
Важнейшее из веществ
Бóльшая часть нашей планеты покрыта водой, благодаря которой Земля из космоса выглядит как голубая планета. Моря и океаны занимают чуть меньше трех четвертей всей земной поверхности. Бесчисленные реки и озера разбросаны по всем континентам , и вместе с океанической водой и подземными водами, составляют так называемую гидросферу – водную оболочку Земли. Общие запасы воды, заключенные в гидросфере составляют около 1, 5 миллиардов кубических километров. Из них пресные воды составляют немногим более двух процентов – около 35 миллионов кубических километров. Однако из этих пресных вод «потенциально пригодных для использования, почти 69% заключено в ледниках, а более 30% – в водоносных слоях глубоко под землей. На долю пресных вод, содержащихся в реках мира и представляющих для нас наибольший интерес, приходится всего 0, 006% общих запасов пресной воды на Земле. К ним еще можно добавить 0, 26% озерных вод, но их доставка к месту потребления требует значительных энергетических затрат в отличие от речных вод, которые текут сами»[50]. Однако «почти 1/3 речного стока на земном шаре испытывает неблагоприятное влияние промышленного загрязнения и в результате оказывается непригодной для многих видов водопользования. Все это привело к тому, что в настоящее время примерно половина человечества ощущает водный дефицит»[51]. Разные ученые высказывают разные мнения по поводу развития событий в этой области. Однако вряд ли можно надеяться на то, что ситуация здесь со временем будет улучшаться.
Вода неразрывно связана с жизнью. Реки и озера, моря и океаны являются местом обитания бесчисленного количества живых существ, многих из которых можно разглядеть только под микроскопом. Но даже если живое существо обитает на суше – вдали от каких-либо водоемов – его жизнь все равно неразрывно связана с водой, которая составляет основу тела любого живого организма. «При потере воды в количестве менее 2% от веса тела (1-1, 5 л) появляется чувство жажды, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% – галлюцинации, нарушения глотания. Потеря 10-20% воды опасна для жизни»[52].
В различных тканях тела человека вода находится в разном процентном соотношении. Кости на 22% состоят из воды, мозг – на 75%, мускулы – тоже на 75% кровь – на 92%[53]. Кроме того «протоплазма всех видов клеток как животного, так и растительного происхождения представляет собой коллоидную систему, состоящую, главным образом из воды и белковых веществ. При этом вода и белок связаны между собой так, что вода белка обладает иными свойствами, чем вся ее остальная масса, находящаяся в живом организме. Такая вода замерзает около – 40о С, не растворяет сахара, соли и ряд других веществ»[54]. Используя метод рентгено-структурного анализа некоторые авторы пришли к выводу, что «внутриклеточная вода эритроцита образует сложную пространственную сеть, в петлях которой расположены молекулы гемоглобина»[55].
Известный биохимик Сент-Дьердт назвал воду «Матрицей жизни». «Замещение этой матрицы более плотными образованиями ведет, как правило, к угасанию физиологических процессов. В частности, «рядом авторов обсуждается вопрос о состоянии структуры воды в стареющей, патологически измененной и мертвой ткани»[56]. Так, имеются сведения «об особом состоянии водной составляющей раково-измененной ткани»[57]. При этом высказывалось также мнение, что «поврежденная ткань характеризуется разрушенным состоянием структуры воды, а в процессе регенерации структурированность восстанавливается»[58].
Человек в течение жизни теряет воду, и одновременно снижается его биологический потенциал. В организме старого человека содержание воды составляет 50-60 %, у взрослого – 60-70 %, у новорожденного около 80 %, у 6 – недельного эмбриона с практически полностью сформированной структурой скелета и внутренних органов – 97 %»[59]. При этом меняется и «качество» находящейся в организме воды. Еще в шестидесятых годах ХХ столетия было высказано мнение, что «большую роль в процессе старения организма играет нарастающий дефицит “ледяной” структуры, непрестанно разрушаемой тепловым движением и накоплением вместо нее менее структурированной воды»[60].
Жизнь человека связана с постепенной утерей его телом воды. Одновременно с этим постепенно угасают и его физиологические возможности. Это может показаться вполне естественным, если познакомиться с тем, какую роль вода играет в физиологических и биохимических процессах организма. Вода является основой не только крови, но и различных тканей человека а также – внутриклеточного содержания. Так известно, что вода в живых существах находится в двух фазовых состояниях – в виде свободной воды и связанной с биологическими молекулами. При этом сдвиги в соотношении свободной и связанной воды могут быть связаны с изменением функционального состояния организма. Ведь «белок и вода образуют единую систему, которую нельзя разделить на компоненты без нарушения ее внутреннего содержания»[61]. При этом, «строгая ориентация молекул связанной воды на поверхности белковых молекул приводит к возникновению водной оболочки, по структуре напоминающей лед»[62]. При этом наличие такой водной оболочки вокруг молекулы белка является фактором стабилизации его структуры, являющимся необходимым условием для сохранения свойств и функций белка. Ученые также считают, что «для проявления специфичности белков, наряду с характером и последовательностью составляющих их аминокислот, очень важным фактором является количество и структура связанной с ним воды. Эта фракция воды влияет на активность ферментов, структуру и функции биологических мембран, где она составляет 25-35 % массы чистых мембранных структур»[63].
Такая тесная зависимость физиологических процессов в теле человека от воды приводит к тому, что человек не может прожить без нее и нескольких дней. Аналогичное место она занимает в жизни других живых существ. Жизнь на земле немыслима без воды. Можно предположить, что это вещество должно являться одним из объектов, на которые распространяется тот Разумный Замысел, благодаря которому Земля является уникальной планетой во Вселенной, а сама Вселенная – удивительно приспособленной для существования в ней жизни. Об этом же свидетельствует и христианская традиция. В самом начале первой главы Библии мы находим указание на особое Божественное попечение о воде:«И Дух Божий носился над водою» (Быт.: 1, 2).По толкованию св. Василия Великого «Дух носился, то есть приуготовлял водное естество к рождению живых тварей»[64].
Итак, согласно Откровению, воде при сотворении мира было уделено особое внимание. Если это так, то особое Божественное попечение о воде придало этому веществу и какие-то особые, уникальные свойства, которые больше нигде, кроме воды, не встречаются.
Что может сказать по этому поводу наука?
Может ли она обнаружить в этом веществе отражение Разумного Замысла Творца мира?
Ученые удивляются
Еще в первой половине XIX века натуралисты обнаружили, что некоторые из характеристик воды «нарушают общепринятые законы природы», что «в этих несоответствиях присутствует Божественный замысел», и что «они являются доказательством того, что вода была сотворена для жизни»[65]. Развитие науки лишь подтвердило это предположение. Известным русским ученым Дмитрием Менделеевым позже была составлена периодическая таблица, на основании которой он «предсказал существование еще не известных науке элементов, а также свойства этих элементов и их соединений»[66]. Так вот оказалось, что вода не признает никаких закономерностей периодической системы Менделеева. Согласно логике этой системы, вода «должна была бы замерзать при –90 ОС, а она замерзает при О ОС, кипеть при –70 ОС, а она кипит при 100 ОС. Как выяснилось, воды, отвечающей законам, которым подчиняются все вещества такого же рода, не существует. Окружающая нас вода – это вещество с уникальными свойствами, которые еще полностью не объяснены»[67].
Академик И. В. Петрянов по поводу этих загадочных свойств воды утверждает следующее:
«Почти все физико-химические свойства воды – исключение в природе. Она действительно самое удивительное вещество на свете. Ученые уже немало узнали о воде, разгадали многие ее тайны. Но чем больше они изучают воду, тем больше убеждаются в неисчерпаемости ее свойств, некоторые из которых настолько любопытны, что порой все еще не поддаются объяснению»[68]. Ведь «несмотря на то, что вода – вещество, принятое в качестве эталона меры плотности, объема и т. д. для других веществ, сама вода, как это не странно, является самым аномальным среди них»[69]. При этом природа этих удивительных свойств воды науке до конца непонятна: «нет в природе вещества более удивительного и загадочного, чем обыкновенная вода. Но объяснить до конца причины этого пока не удается»[70]. Как утверждают ученые, изучающие воду, “наука о воде не может похвастаться большими успехами в разгадке особенностей структуры воды, и до настоящего времени, мы обладаем на этот счет лишь более или менее правдоподобными гипотезами, еще далекими от превращения их в общепринятую теорию воды, которая объяснила бы все ее аномальные особенности и более чем странное поведение в различных средах, в различной термодинамической обстановке”[71]. И такая ситуация в науке обусловлена вовсе не тем, что ученые уделяли изучению воды недостаточно внимания. Напротив, этой проблемы в своих научных исследованиях «так или иначе касались все выдающиеся физики и химики»[72].
Не связано ли это с тем, что вода – это не просто одно из рядовых веществ, окружающих нас, но жизненно необходимое соединение, являющееся центральным в проявлении Разумного Замысла, спроектировавшего наш мир? Здесь, как и во всех остальных случаях своего проявления Разумный Замысел направлен на создание во Вселенной благоприятных условий для существования жизни, существования человека. С этим, судя по всему, и связаны те уникальные свойства воды, благодаря которым она является «самым удивительным на свете веществом». Рассмотрим более подробно некоторые из аномальных свойств этого удивительного вещества.
Аномальное поведение воды при замерзании
Одним из неповторимых свойств воды является ее способность расширяться при замерзании. Почти все известные науке вещества при замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое, сжимаются, а вода наоборот – расширяется. Ее объем при этом увеличивается на 9%[73].
Зачем понадобилось Творцу создавать воду такой, что она при замерзании не сжимается, а наоборот – расширяется? Что бы случилось в мире, если бы вода не обладала таким необычным свойством?
Очевидно, что если бы вода при замерзании сжималась, то лед бы тогда был тяжелее воды и тонул бы в ней. Реки, озера и даже моря в полярных областях планеты при слишком сильных морозах промерзли бы до самого дна, и все водные обитатели в них погибали бы.
В самом деле, когда лед образуется на поверхности водоема, то он находится между холодным воздухом и водой и «надёжно предохраняет глубины от сплошного промерзания – ведь его теплопроводность намного меньше, чем воды»[74]. Но если бы лед опускался на дно, то ничего не предохраняло бы воду от дальнейшего охлаждения, и все новые и новые слои льда опускались бы на дно водоема, пока этот водоем не превратился бы в сплошной ледяной массив.
Это же необычное свойство воды, – способность к расширению при замерзании, –имеет важное значение и для образования почвы в горах. Попадая в маленькие трещины, которые всегда найдутся в камнях, дождевая вода при замерзании расширяется и разрушает камень. Так, постепенно каменная поверхность становится способной приютить растения, которые своими корнями довершают этот процесс разрушения камней и приводят к образованию на склонах гор почвы. Это же свойство воды расширяться при замерзании издавна использовали и люди. «Могучие постройки на севере Европы возводились из каменных монолитов, весящих сотни килограммов. Чтобы изготовить такие блоки, в скалах пробивали сравнительно неглубокие пазы или выбирали подходящие трещины. Перед наступлением зимних холодов их заливали водой, и образовавшийся лёд выполнял роль взрывчатки. Так терпеливо, год за годом, люди дробили крепчайшие скалы, получали строительный материал, используя расширение воды при замерзании»[75]. Такому разрушению пород – не только ради каменных построек, но и ради необходимой для растений почвы – способствует еще одно аномальное «самого удивительного вещества» – «сжимаемость воды и льда по сравнению со сжимаемостью других веществ мала»[76]. Это приводит к тому, что «при замерзании воды в замкнутом пространстве и превращении ее в лед происходит расширение объема, что приводит к возникновению избыточного давления, достигающего, как показывают наблюдения, 2500 кгс/см2»[77]. Именно этим явлением объясняются разрушительная сила замерзшей воды в трещинах горных пород, дробящих их на мелкие осколки.
Аналогичным образом дело обстоит и с динамическими свойствами воды: сжимаемость ее столь низка, что позволяет росткам растений, тело которых, в основном состоит из воды, легко пробиваться сквозь асфальт.
Случайно ли сочетание двух аномальных свойств воды, благоприятных для жизни – ее расширения при замерзании и малой сжимаемости?
Ученые столкнулись и с другими удивительными сочетаниями свойств, присущих этой жидкости, благоприятных для живых организмов. Но об этом будет сказано чуть ниже, а пока вернемся к другим биологически значимым свойствам воды.
Одно из таких свойств, способствующих выживанию водных обитателей при зимних морозах, связано с ее особым состоянием при температуре около +4оС. При этой температуре (вернее, при температуре +3, 98о С) вода обладает максимально возможной для себя плотностью, то есть – она более тяжела при этой температуре, чем при любых других. Поэтому такая вода всегда будет опускаться в водоеме на дно. Но долго ли она там пробудет? Дело в том, что дно водоема, как правило, или теплее или холоднее этой воды. Поэтому тяжелые слои воды с этой температурой, достигнув дна, будут или нагреваться или охлаждаться, а после этого всегда всплывать на поверхность. Вследствие этих процессов в водоеме всегда будет происходить перемешивание слоев воды[78]. А это очень важно для жизни, так как вода у дна какого-либо тихого пруда или озерца всегда бедна кислородом, и если бы не происходило перемешивания воды, обитатели водоема начали бы задыхаться от его нехватки.
Но мы уже незаметно перешли к теме, связанной с аномальными тепловыми свойствами воды. Эта тема требует отдельного рассмотрения.
Аномальные тепловые свойства воды
Как известно, вода, испаряясь с поверхности тела человека, животных и растений, предохраняет их от перегрева. Способность отдавать тепло в окружающую среду при испарении присуща любой жидкости. Однако когда ученые сравнили эти способности у разных жидкостей, то оказалось, что вода является здесь абсолютной чемпионкой – у воды скрытая теплота испарения «наиболее высокая из всех веществ, т. е. по этим свойствам вода выступает как уникальное явление»[79]. Благодаря этому уникальному свойству вода может быть прекрасным регулятором температуры нашего тела, предохраняя его путем выделения пота от перегрева. Чем выше температура воздуха и чем больше двигательная активность человека, тем больше воды испаряется с поверхности его тела через потовые железы. «С повышением температуры в окружающей среде увеличивается выделение пота, сначала за счёт включения в этот процесс всё большего количества потовых желёз, а потом из-за увеличения их производительности. Например, при температуре окружающего воздуха свыше 50°C за один час может выделиться до двух литров пота»[80]. Для восполнения воды в организме человек, как, впрочем, и другие живые существа, должен потреблять достаточное количество жидкости. Ученые подсчитали, что период полного обновления воды тела у мышей «составляет 2, 2 дня, а у человека 19 дней»[81].
Другое свойство воды, помогающее нам справляться как с перегревом тела, так и с его переохлаждением – это то, что физики называют теплоемкостью. Теплоемкость, – это мера забранного из окружающей среды количества тепла, необходимого для нагрева определенного количества этого вещества на один градус. Оказалось, что «вода имеет очень высокую теплоемкость, бóльшую, чем любое природное тело»[82]. Вода при нагревании на один градус поглощает в 5 – 30 раз больше тепла, чем какое-либо другое вещество[83]. Поэтому и те процессы, которые происходят в нашем организме при интенсивной мышечной работе, вызывают не столь высокое поднятие температуры, как это было бы в случае других жидкостей. У соли, к примеру, такое же количество выделенного тепла вызвало бы поднятие температуры в 5 раз большее, чем у воды, у железа – в 10 раз, а у свинца – в 30 раз больше[84].
Еще одно свойство воды – ее довольно высокая теплопроводность. Для сравнения; вода превышает по теплопроводности этиловый
29-04-2015, 03:13