Основы теории биологических мер

Предварительное содержание книги «Теория биологических мер»

Часть 1. «Метрологические проблемы биологии»

1.1. Принципы биологии: Спенсер, Беклемишев, Нобл, Плоппер, Белобров {Г. Спенсер (1864), В.Н. Беклемишев (1964), Д. Нобл (2006), Дж. Плоппер (2013) и П.И. Белобров (2014)}.

1.2. От генезиса почв В.В. Докучаева к метагенетике живой почвы (М.В. Семенов)

1.3. Биологические значения: молекул, супрамолекул, внутриклеточных органов, меры митотической стволовой клетки (https://imsc.allencell.org/)

1.4. Онтогенез (от клетки к человеку), развертки В.Г. Черданцева

1.5. Проекты микробиома и генома Земли

1.6. Биологические значения в иммунитете симбиоза

1.7. Логика случая в биологических событиях (Е.В. Кунин)

1.8. Каскад идей Дж. Шапиро – ученик Барбары МакКлинток: перечисляю основные: структура коллектива бактериальных клеток, природные генетические технологии, перезаписываемый геном (чтение и запись генома при каждом клеточном делении), геном никогда и нигде не является островком, его уникальная методика написания статей, ...

1.9. Эпигенетика, наследование хологенома, негенетическое наследование

1.10. Органы чувств растений, симбиогенез, …

1.11. Биологические меры Нобла (музыка, танец, экзосомы)

1.12. Биологические значения физиологических мер

Часть 2. «Математическая теория биологических мер»

2.1. Множества и классы, их смысл в математике, физике, биологии и химии

2.2. Меры, внутренние и внешние меры

2.3. Продолжения мер в абстрактных и «реальных» пространствах

2.4. Измеримые функции математики и биологии

2.5. Математическое и биологическое интегрирование

2.6. Общие функции биологических множеств

2.7. Произведения биологических пространств

2.8. Биологические отображения и функции

2.9. Вероятность и условные биологические меры

2.10. Локально компактные пространства

2.11. Меры Хаара и Хаусдорфа

2.12. Мера и топология в «биологических» группах

Часть 3. «Квантовая система единиц в биологии»

3.1. Переопределение системы единиц СИ 20.5.2019 «на все времена для всех народов».

3.2. Нахождение биологических чисел (BioNumbers), физические константы в биологических процессах и структурах

3.3. Квантовый эффект Холла, современная точка зрения на точные измерения констант

3.4. Квантование энергии и квант действия, постоянная Планка, действие в биологии

3.5. Квант сопротивления и квант проводимости, постоянная фон Клитцинга, примеры согласования волновых функций

3.6. Переносчики взаимодействия (медиаторы), элементарные частицы (физика, химия, биология), устойчивые, равновесные и беспокойные состояния

3.7. Квант магнитного потока, постоянная Джозефсона, связь между электрическим током и фазой волновой функции

3.8. Закон Авогадро, связь моля, кг, дальтона и числа Авогадро, примеры необходимых и достаточных условий из биологии

3.9. Закон Кулона, элементарный заряд, заряд, спин и масса электрона

3.10. Закон всемирного тяготения Ньютона, космологическая постоянная и квантовая гравитация

3.11. Квантование электромагнитных волн, фотон – квант света, квантование звуковых волн, фонон – квант звука

3.12. Константа Больцмана, понятие энтропии в физике и биологии, распределение и мера Гиббса

Часть 4.

4.1. Преобразование семантических идей Марчелло Барбьери в биологические измерения клетками самих себя и соседних клеток

4.2. 63 определения жизни из [1, с.255-264] разных ученых (1802-2002), добавим наши определения (и студентов!, если они новые)

4.3. В природе много органических кодов, и соответствующих им «органических воспоминаний». Как эмбрионы создают свою собственную сложность с их помощью? [1, с.67-88]

4.4. Принципы семантической биологии клетки [1, с.219-254]

4.5. Изучение всех кодов жизни с помощью стандартных методов науки. Генетический код и коды культуры известны давно и представляют историческую основу книги. Новое в этой области: изучение всех кодов, которые появились после генетического кода и до кодов культуры. Существование этих органических кодов - крупный экспериментальный факт, которые имеют необычайные теоретические последствия [2, с.].

4.6. Во-первых, большинство событий макроэволюции были связаны с возникновением новых органических кодов, и это дает нам совершенно новую реконструкцию истории жизни [2, с.].

4.7. Второе значение заключается в том, что коды содержат значение, и поэтому нам необходимо ввести в биологию не только понятие информации, но и понятие биологического значения.

4.8. Третье теоретическое значение вытекает из того факта, что органические коды были в высшей степени сохранены в эволюции, что означает, что они являются величайшими инвариантами жизни. Короче говоря, изучение органических кодов выявляет новые механизмы, которые действовали в истории жизни, и новые фундаментальные концепции в биологии [2, с.].

4.9. (Я нашел его = Jannie Hofmeyr) трактовку органической информации и органического значения в терминах номинируемых сущностей откровением. Как объясняет Барбьери в гл. 2, номинируемые объекты (nominable entities) – это новый класс физических наблюдаемых, объективных, но не поддающихся измерению. Простейшим примером является линейная последовательность, которая может быть описана только путем указания порядка и идентификаторов ее составляющих. Химические молекулы также являются номинируемыми объектами: нужно составить список составляющих атомов и описать, как они связаны друг с другом. Что важно, так это то, что Барбьери показывает, что номинируемые объекты, а, следовательно, органическая информация и органический смысл, являются новыми фундаментальными физическими наблюдаемыми, открытие которых всегда приводило к крупным достижениям в физике [2, с.].

4.10. «Семантическая теория эволюции» рассматривает понятие, что жизнь формируется не одним законом естественного отбора, а множеством законов, которые напоминают грамматические правила языка. Эта замечательная работа представляет семантическую теорию, основанную на понятии риботипа. Подкрепленный как обоснованными фактами, так и логическими аргументами, этот анализ выходит за рамки устоявшихся кадров биологической мысли, чтобы разгадать многие тайны и парадоксы жизни, включая происхождение клетки и ядра и эволюцию рибосом [3, с.].

4.11. Замечания, «разборка полетов», очень сложные моменты

4.12. Яркие находки, требующие своих разделов, связи между модулями

К части 1.

Черданцев В.Г. Морфогенез и эволюция. 2003. 360 с.

М. В. Семенов. Метабаркодинг и метагеномика в почвенно-экологических исследованиях: успехи, проблемы и возможности // Журнал общей биологии 80 (6), 403-417 (2019).

К части 2.

Халмош «Теория меры» - лучше всего самый старый учебник 1950 года. Конечно, придётся мне попотеть изрядно, адаптируя текст Халмоша для биологов. Но ... в науке нет царских путей!

Для адаптации основных идей «Теория меры» Халмоша с помощью биологических примеров, буду использовать сравнения математических амёб с биологическими, сопоставление клеточных математических пространств с измеримыми биологическими пространствами (продолжить). Воспользуюсь тем, что математические и биологические отображения и функции по смыслу совпадают!!!

К части 3.

Изюминка раздела состоит в точном объяснении различия между физической биологией и биологической физикой. Степень понимания и усвоения физических и биологических мер традиционно буду проверять самостоятельной работой магистрантов.

К части 4.

Список основных ссылок к этой части.

[1] = [Barbieri2003] Barbieri M. The organic codes. An introduction to semantic biology. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2003. 317 p. Утверждая, что в природе гораздо больше органических кодов, чем просто генетический код, Марчелло Барбьери утверждает, что существование этих кодов и соответствующих им органических воспоминаний можно использовать для объяснения ключевых этапов эволюционной истории жизни. С основными событиями, соответствующими появлению новых кодов, органические коды и их соответствующие органические воспоминания могут также пролить новый свет на проблемы эпигенеза и на то, как эмбрионы создают свою собственную сложность.

[2] = [Barbieri2015] Marcello Barbieri. Code Biology: A New Science of Life. Springer, 2015. 236 p. Эта книга представляет собой изучение всех кодов жизни с помощью стандартных методов науки. Генетический код и коды культуры известны давно и представляют историческую основу этой книги. Что действительно нового в этой области, так это изучение всех кодов, которые появились после генетического кода и до кодов культуры. Однако существование этих органических кодов является не только крупным экспериментальным фактом. Это один из тех фактов, которые имеют необычайные теоретические последствия. Во-первых, большинство событий макроэволюции были связаны с возникновением новых органических кодов, и это дает нам совершенно новую реконструкцию истории жизни. Второе значение заключается в том, что коды содержат значение, и поэтому нам необходимо ввести в биологию не только понятие информации, но и понятие биологического значения. Третье теоретическое значение вытекает из того факта, что органические коды были в высшей степени сохранены в эволюции, что означает, что они являются величайшими инвариантами жизни. Короче говоря, изучение органических кодов выявляет новые механизмы, которые действовали в истории жизни, и новые фундаментальные концепции в биологии.

[3] = [Barbieri2019] Marcello Barbieri. The Semantic Theory of Evolution. Routledge, 2019. 196 p. Первоначально опубликованная в 1985 году, «Семантическая теория эволюции» рассматривает понятие, что жизнь формируется не одним законом естественного отбора, а множеством законов, которые напоминают грамматические правила языка. Эта замечательная работа представляет семантическую теорию, основанную на понятии риботипа. Подкрепленный как обоснованными фактами, так и логическими аргументами, этот анализ выходит за рамки устоявшихся кадров биологической мысли, чтобы разгадать многие тайны и парадоксы жизни, включая происхождение клетки и ядра и эволюцию рибосом.