Реферат: Числа Фибоначчи и золотое сечение в живом
В генетике человека известна связь типа людей с характером линейных узоров на кончиках пальцев (отпечатков). При всем разнообразии отпечатков пальцев, которые неповторимы для каждого человека, среди них выделено три основных типа: петлевые, круговые и дуговые. При нормальном кариотипе соотношение этих трех типов отпечатков отвечает числам 62/ 32 /6…,то есть такое же. Как и распределение кровяных тел в крови человека.
Ученый В.Д. Цветков установил, что у человека и у других млекопитающих имеется оптимальная (золотой пропорции) частота сердцебиения, при которой длительность систолы, диастолы и полного сердечного цикла соотносятся между собой в пропорции 0,382/ 0,618 /1, то есть в полном соответствии с золотой пропорцией. Для человека золотой пропорция равна 63 удара сердца в минуту. А для собак 94, что отвечает реальной частоте сердцебиения в состоянии покоя. Далее В.Д. Цветков обнаружил, что систолическое давление крови в аорте равно = 0,382, а дистоническое + 0,618 от среднего давления крови в аорте, что в среднем также отвечает золотой пропорции. Таким образом, работа сердца в отношении временных циклов, изменения давления крови и объемов желудочков оптимизирована по правилу золотой пропорции.
В медицинской практике о работе сердца судят по пульсу. Оказалось, что пульсовые – минимальное и максимальное давления находятся в отношении 0,365/ 0,635 /1, то есть близком к золотой пропорции. Характерно, что это соотношение в аорте не изменяется при изменении уровня нагрузки и соответственно частоты сердцебиения.
В.Д Цветковым были рассмотрены фазы активности миокарда (главной сердечной мышцы), отвечающие интервалу сердечного цикла – от начала напряжения до окончания сокращений мышечных волокон. На диаграмме было выделено несколько интервалов и фаз мышечной активности. Три интервала в сумме представляют фазу активного состояния миокарда. Первые два интервала(0-2) отвечают фазе подготовки к изгнанию крови, третий интервал (2-3) – фазе изгнания, а интервал(3-4) – фазе наполнения желудочков.
В результате математической обработки экспериментальных данных В. Цветков получил ряд чисел, отвечающих значениям рассматриваемых интервалов и фаз относительно общей длительности (Т) сердечного цикла; они равны: 0,050√Т; 0,081√ Т; 0,131√ Т; 0,210√ Т; 0,340√ Т, то есть отражают последовательность ряда чисел Фибоначчи 5, 8, 13, 21, 34.
По мнению Цветкова организация сердечного цикла в соответствии с золотой пропорцией и числами Фибоначчи является результатом длительной эволюции млекопитающих, эволюции в направлении оптимизации структуры и функций, обеспечения жизнедеятельности при минимальных затратах энергии и «живого строительного материала». Очевидно, работа сердечно сосудистой системы по законам золотой пропорции обеспечивает гармоническое функционирование всего организма. Но ведь сердечная деятельность органически связана с высшей нервной деятельностью, с работой мозга! Не здесь ли в высшем органе управления организма, заложены команды и импульсы, основанные на золотой пропорции и регулирующие деятельность различных органов?
?????? ???????? ??????????.Если работу сердца контролируют при помощи электрокардиограмм, то для суждения о состоянии мозговой деятельности применяют электроэнцефалограммы.
Многочисленные исследования показали, что в мозгу взрослого человека при различных его состояниях преобладают электрические колебания определенных частот. Изменения активации мозга происходит не непрерывно, а только дискретно, скачками, от одного уровня к другому. Каждому состоянию мозга соответствуют свои специфические волны электрических колебаний. Нетрудно заметить, что граничные частоты (верхние и нижние) ритмов мозга или точно отвечают числам Фибоначчи, или очень близки к ним, а отношения тяготеют к золотой пропорции (отношение граничных частот при ритме умственной работы близко к квадрату золотой пропорции).
Кроме значений граничных частот электрических колебаний мозга различных ритмов, электрические колебания мозга характеризуются и другими величинами. Одной из таких характеристик является среднее геометрическое значение крайних частот. Средняя геометрическая частота делит диапазон любой волны мозга на высокочастотную и низкочастотную области (полосы). Отношение этих полос есть постоянная величина для данной волны – инвариант волны. Этот инвариант советские ученые Я.А и А.А. Соколовы приняли за основную характеристику ритмов мозга. Для β – ритма. Ответственного за умственную деятельность человека, этот инвариант оказался близким к золотой пропорции.
Когда исследователь. Изучая ритмы мозга, получает ряд характеристик, он пытается найти связь между ними то, что объединяет эти колебания в одну систему. Такая задача возникла и у Соколовых. Её решение привело к созданию стройной теоретической модели электронных колебаний мозга, которая описывается простой и очень красивой формулой: bp-bg=1, где p=2,3,4,а g=1,21. Корни этих уравнений и являются инвариантами различных ритмов ЭЭГ. Но, решая это уравнение, авторы получили шесть инвариантов, производных от золотой пропорции. Кроме известных четырех ритмов были получены инварианты со значениями 1,272 и 1,221. Соколовы считают, что эти ещё не обнаруженные опытами, но полученные в результате теоретических расчетов, инварианты характеризуют свойства гипотетических ритмов g и q. Расчеты показали, что у g-ритма граничные частоты 55118, а у q-ритма = 118-225гц. Известно, что активность деятельности мозга возрастает с ростом частоты электрических колебаний. Поэтому можно предполагать, что ритмы g и q доминируют при наиболее интенсивной умственной работе – творческой деятельности мозга.
Подтверждением этой гипотезы могут служить высказывания многих ученых о характере их творческих открытий, интуитивного озарения, которое как молния пронизывает мозг. Очевидно, сравнение творческого акта со вспышкой молнии не случайно – оно отражает высокочастотный ритм электрических колебаний мозга, ответственный за наиболее интенсивную творческую деятельность человека.
Итак, теоретическая модель Соколовых исходит из семи электрических ритмов мозга образующих следующий ряд величин: 2,5; 5,3; 10,2; 22,1; 43,8; 80; 162,9. Сразу ясно что, средняя частота каждого последующего ритма ЭЭГ в два раза больше, чем у предыдущего ритма. Это позволяет описать все семь ритмов одним рядом геометрической прогрессии 1,2,4,8,16,32,64 или общей формулой f = 2, где n= 0,1,2,3,4,5,6.
Среднее отклонение полученного ряда чисел от соотношения средних геометрических частот ритмов мозга близко к четырем процентам. Следовательно, теоретическая модель системы ритмов мозга, описываемая геометрической прогрессией вида 2, очень точно отвечает совокупности экспериментальных данных.
????? ?? ???????.Выходит, что система электрических колебаний мозга представляет собой свертывающуюся во времени спираль геометрической прогрессии, с нарастающей частотой колебаний каждого последующего дискретного уровня деятельности мозга. Но ведь эта спираль ритмов ЭЭГ отражает и эволюцию организмов. В процессе эволюции организмов от наиболее простых к наиболее сложным происходило возрастание числа ритмов мозга и повышения их частоты. Может быть, не случайно, что эволюция планеты в целом, выраженная в её геологической истории, развертывались по одной и той же спирали – спирали геометрической прогрессии, отражающей самофокусировку развития, самоускорение собственного (геологического, биологического) времени систем.
И вновь, как и в характере расположения планет Солнечной системы, две основные закономерности развития (по степенной зависимости и «по Фибоначчи») взаимно переплетаются, объединяются и сочетаются в самых разнообразных вариантах.
Ритмы мозга и сердца отражают временную организацию человека, но корни, истоки этой организации остаются неизвестны.
? ??????? ?????? ???????? ????????.Белки являются составной частью наивысших организмов. Белки – это полимеры, в состав которых входит большое количество различных аминокислот. Молекулярная масса белков колеблется от 10000 до нескольких миллионов. Ранее в составе белков насчитывали двадцать аминокислот, а совсем недавно открыли еще одну, неведомую ранее науке, аминокислоту, которую назвали аминолимонной. Не прослеживается ли и здесь связь с числами Фибоначчи.
Очень интересные результаты получил Московский ученый Б.И. Курганов, занимающийся изучением ферментов. Установлено, что ферменты в организмах склонны образовывать упорядоченные структуры – мультиферментные комплексы. Они образуют четыре различные композиции, в состав которых входит 1,5,13 и 21 молекула гликолитических ферментов. Похоже, что и эволюция ферментов осуществляется в соответствии с развёртыванием чисел Фибоначчи. Отсутствие некоторых членов этого ряда может быть вызвано естественным отбором или недостаточной изученностью.
Белков в организме человека очень много, причем самых разнообразных. Их свойства и состав определяют последовательностью расположения аминокислот в полимерной цепи и структурой. Хранилищем «плана строительства» молекул белка, вместилищем информации являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК). В этих громадных молекулах содержится важнейшая информация о воспроизведении, построении и жизнедеятельности организма.
Механизм кодирования наследственной информации в молекулах ДНК и РНК окончательно не изучен. Но основные черты химического строения и структуры ДНК и РНК уже известен. ДНК и РНК представляют собой полимеры, основное повторяющееся звено этих полимеров – нуклеотиды. Нуклеотид состоит из тех остатков:
Остатка молекулы фосфорной кислоты.
Остатка сахара.
Остатка азотосодержащего органического основания с циклической структурой.
Органическими основаниями нуклеиновых кислот являются пурины и пиримидины. Они образуют пять наиболее распространенных азотосодержащих оснований – нуклеотидов, входящих в состав ДНК и РНК: цитозин (Ц), тиамин (Т), урацил (У), гуанин (Г) и аденин (А).
Для синтеза каждого из белков необходим громадный объем информации. Ведь белки печени, например, совершенно не похожи на белки волос.
Молекулы ДНК являются первичным носителем генетической информации. Эта информация передается с ДНК клеточного ядра на молекулы РНК. Молекула ДНК может, разъединятся на две половинки, и каждая из них служит как бы матрицей для синтеза на ней молекулы РНК. Образовавшаяся молекула РНК – эта «лестница с перилами с одной стороны» – служит, в свою очередь, матрицей для синтеза белков.
В молекулах ДНК всегда содержится приблизительно равное число нуклеотидов – единиц Т и А, а также равное число единиц Ц и Г. пары Т и А, а также Ц и Г связаны друг с другом. Генетический код и определяется, по современным представлениям, комбинацией этих оснований в последовательности, например, АТ, АТ, ГЦ, АТ, ГЦ, АТ, ГЦ, ГЦ, ГЦ и т.д.
Сущность проблемы генетического кода сводится к познанию того, какие именно сочетания нуклеотидов приводят к кодированию соответствующей аминокислоты в структуре белка. Один нуклеотид ДНК не может кодировать одну аминокислоту, ибо разных нуклеотидов всего лишь четыре. Пар нуклеотидов также не хватает для кодирования всех 20 аминокислот, ибо таких пар может быть всего 16. Если взять комбинации по трем нуклеотидам, то получим 64 сочетания, что достаточно для кодирования всех аминокислот. Единица кода, передающая при синтезе белка сведения об одной аминокислоте, получила название кодона.
Сейчас определены триплеты – кодоны для 20 аминокислот. При этом было установлено, что одна и та же аминокислота может быть кодирована несколькими разными триплетами. Это похоже на синонимы в языке – разные слова выражают одинаковое понятие.