Меморандум о естествознании

Пища

В "Метафизике", "О душе", "О возникновении и уничтожении", "Метеорологики" Аристотеля категориальная триада возможность (δυναμις) — деятельность (ενεργεια) — осуществленность (εντελεχεια) сущего связана с понятиями о природных первоначалах пищи.

Принимая Богов за начала и все выводя из Богов, утверждают, будто смертными стали те, кто не сумел вкусить нектара и амброзии, говоря эти слова как вполне им понятные; эти доводы выше нашего понимания. Если Боги ради удовольствия отведывают нектара и амброзии, это не значит, что нектар и амброзия причины их бытия; а если нектар и амброзия суть причины их бытия, то как могут быть вечными те, кто нуждается в пище?

Души растительные поддерживают баланс метаболизма своих первых начал из внешних возмущений природной среды. Животным душам для этого уже нужны обмены с балансом их потенциалов, накопленных в органической пище.

Для всего сущего текущие балансы слагают проявления потенциалов двигательной и тепловой мощности первых начал мест природной среды при цикличной работе ее неподвижного движущего начала. Стабилизиации и восстановления метаболизма природных балансов смещают отношения теплоты и холода, сухости и влажности.

О калориях теплоты

"Раньше любой школьник знал, что такое калория: количество тепла, которое необходимо, чтобы нагреть один грамм воды на один градус. Термин "калория" (от латинского calor — тепло) ввел в научный оборот французский химик Николя Клеман-Дезорм (1779–1842). Его определение калории как единицы измерения тепла было впервые опубликовано в 1824 году в журнале "Le Producteur", а во французских словарях оно появилось в 1842 году. Однако задолго до появления этого термина были сконструированы первые калориметры — приборы для измерения теплоты. Первый калориметр изобрел английский химик Джозеф Блэк и в 1759–1763 годах с его помощью определил теплоемкости разных веществ, скрытую теплоту плавления льда и испарения воды. Изобретением Д. Блэка воспользовались знаменитые французские ученые Антуан Лоран Лавуазье (1743–1794) и Пьер Симон Лаплас (1749–1827). В 1780 году они начали серию калориметрических экспериментов, которые позволили измерить тепловую энергию. Это понятие встречается еще в XVIII веке в трудах шведского физика Иоганна Карла Вильке (1732–1796), который занимался исследованием электрических, магнитных и тепловых явлений и задумывался об эквивалентах, в которых можно измерять тепловую энергию.

Устройство, которое впоследствии начали называть калориметром, Лавуазье и Лаплас использовали, чтобы измерять количество теплоты, выделяющееся в различных физических, химических и биологических процессах. Тогда еще не было точных термометров, поэтому для измерения теплоты приходилось идти на ухищрения. Первый калориметр был ледяным. Внутренняя полая камера, куда помещали объект, излучающий тепло (например, мышку), была окружена рубашкой, заполненной льдом или снегом. А ледяная рубашка, в свою очередь, была окружена воздушной, чтобы лед не плавился под действием внешнего нагрева. Тепло от объекта внутри калориметра нагревало и плавило лед. Взвешивая талую воду, стекавшую из рубашки в специальный сосуд, исследователи определяли теплоту, выделенную объектом.

Простенький, казалось бы, прибор позволил Лавуазье и Лапласу измерить теплоту многих химических реакций: сгорания угля, водорода, фосфора, черного пороха. Этими работами они заложили основы термохимии и сформулировали ее основной принцип: «Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя свое состояние, происходят в порядке обратном, когда система вновь возвращается в свое первоначальное состояние». Иными словами, чтобы разложить воду на водород и кислород, надо затратить столько же энергии, сколько выделяется при реакции водорода с кислородом с образованием воды. В том же 1780 году Лавуазье поместил в калориметр морскую свинку. Тепло от ее дыхания растапливало снег в рубашке. Потом последовали и другие эксперименты, которые имели огромное значение для физиологии. Тогда-то Лавуазье высказал мысль, что дыхание животного подобно горению свечи, за счет которого в организме поддерживается необходимый запас тепла. Он также впервые связал три важнейшие функции живого организма: дыхание, питание и транспирацию (испарение воды). Видимо, с тех пор и заговорили о том, что пища сгорает в нашем организме.

В XIX веке благодаря стараниям знаменитого французского химика Марселена Бертло (1827–1907), который опубликовал более 200 работ по термохимии, точность калориметрических методов сильно повысилась и появились более совершенные приборы — водяной калориметр и герметичная калориметрическая бомба. Последний прибор нам особенно интересен, потому что в нем можно измерять теплоту, выделяемую при очень быстрых реакциях — горении и взрыве. Навеску сухого исследуемого вещества насыпают в тигель, помещают внутри бомбы и герметично закрывают этот сосуд. Затем вещество поджигают электрической искрой. Оно сгорает, отдавая тепло воде в окружающей его водяной рубашке. Термометры позволяют точно фиксировать изменение температуры воды" (Любовь Стрельникова: Журнал "Химия и жизнь")

О калорийности пищи

"Видимо, в похожем калориметре в тридцатых годах XIX века проводил первые опыты с пищей знаменитый немецкий химик Юстус фон Либих (1803–1873), который разделял идеи Лавуазье о том, что пища — это топливо для организма, как дрова для печки. Причем Либих назвал эти дрова: белки, жиры и углеводы. Он сжигал навески пищи в калориметре и измерял выделившееся тепло. На основании результатов этих опытов Либих вместе со своим коллегой Юлиусом фон Майером составил первые в мире таблицы калорийности продуктов питания и на их основе попытался рассчитать научно обоснованный рацион для прусских солдат. Знаменитым последователем Юстуса фон Либиха стал американский агрохимик Уилбур Олин Этуотер (1844–1907). Он первым додумался измерять энергоемкость компонентов пищи и придумал схему подсчета калорийности любых продуктов питания. Ему не пришлось начинать с нуля. Три года (1869–1871) Этуотер провел в Германии, где изучал опыт европейских коллег-агрохимиков. Здесь он не только вдохновился идеями физиологической калориметрии, посеянными Либихом, но и освоил некоторые методики эксперимента. Сегодня его называют отцом диетологии. "Большую часть сведений о пище и ее компонентах, которыми мы пользуемся сегодня, мы почерпнули из экспериментов Этуотера", — говорит Эрика Тэйлор, профессор химии Веслеанского колледжа в Коннектикуте, где в свое время работал У.О.Этуотер. Действительно, столь хорошо знакомые нам значения калорийности углеводов (4 ккал/г), белков (4 ккал/г) и жиров (9 ккал/г) впервые экспериментально получил Этуотер. Но и теперь, спустя сто двадцать лет, диетологи используют эти цифры при подсчете энергетической ценности продуктов питания. Система Этуотера по сей день лежит в основе маркировки продуктов. И в этом смысле, как верно подметил кто-то из журналистов, Уилбур Этуотер — самый цитируемый ученый в мире (Любовь Стрельникова: Журнал "Химия и жизнь")

"Палимая Солнцем казахстанская степь. Ученые из небольшой экспедиционной группы, вытирая пот, наблюдают за сайгаками. Эти ученые проводят ответственное научное исследование. Они хотят на опыте подтвердить слова академика Тимирязева: "Все проявления энергии в организме должны быть прослежены до какого-нибудь известного ее физического или химического источника… Мышечная работа, животная теплота происходят за счет потенциальной энергии, заключенной в органическом веществе, принятом в пищу". Методика у наших ученых — проще некуда. Они отслеживают, сколько травы поедают животные в естественных условиях. Калорийность этого корма — то есть количество теплоты, которая выделяется при сжигании его в калориметре — ученым уже известна. Остается лишь сопоставить количество этой "потенциальной энергии", заключенной в пище сайгака, с работой, которую производят его мышцы по ходу жизни.

Но… чем дольше ученые наблюдали, тем тоскливее им становилось. Понимаете, эти сайгаки были какие-то неправильные. Маловато они жрали — количество калорий их пайка оказывалось в разы меньше, чем энергозатраты их мышц. Жировые запасы здесь были не при чем — какие вам жировые запасы летом? Самое обидное, что сайгаки опрокидывали все "научно обоснованные нормы": калорийности их пищи явно не хватало на жизнь, а они выглядели вполне жизнерадостно… Вот очаровательная сайгачка, подмигнув ученым, изящно задрала хвостик и выдала очередную порцию какашек. "Видали, что вытворяет? — не выдержал один наблюдатель. — Издевается над нами, жвачная тварь!" — "Успокойтесь, коллега! — отозвался второй. — Наоборот, она нам подсказывает: мы не довели эксперимент до конца! Вот это… сено, пропущенное через корову — оно, высушенное, тоже горит! Местные жители используют его как топливо!" — "Вы хотите сказать, коллега, что у этого… этого самого… тоже есть калорийность?" — "Именно! И мы ее измерим!" Сказано — сделано. Невесело пришлось калориметру, когда в нем жгли какашки — но уж ради науки пришлось потерпеть. Впрочем, еще невеселее пришлось исследователям, когда они убедились в том, что калорийность какашек такая же, как и калорийность исходного корма. Выходило, что на уровне тимирязевской "потенциальной энергии, заключенной в органическом веществе", животное не только потребляет гораздо меньше, чем требуется для работы его мышц, но и выделяет столько же, сколько потребляет. То есть, на работу мышц не остается совсем ничего. Наши ученые отлично понимали, что такие любопытные выводы — не для их отчетов. Поэтому они посыпали себе волосы пеплом — тех самых сожженных какашек — этим дело и закончилось.

И до сих пор ситуация в вопросе о "калорийности пищи" — это висяк какой-то. Если вы спросите диетологов о том, сколько калорий в день следует потреблять с пищей, чтобы "гарантированно похудеть за две недели", то они вам все подробно разъяснят — причем, недорого возьмут и глазом не моргнут. Работа у них такая… Но спрашиваем академиков: откуда берутся калории, на которых сайгаки ходят, жуют, хвостики задирают? А академики очень не любят этот вопрос. Уж больно он для них неудобный. Максимум, чего от них добьешься — это апелляции к тому, что живые организмы, мол, это сложнейшие высокоорганизованные системы, а потому они, мол, еще недостаточно изучены. Так вы, дяденьки, в рамках изучения живых организмов, что ли, помалкиваете о результатах калориметрических измерений, подобных вышеописанным? Или вы боитесь, что краснеть придется, когда над вами будут смеяться дети? Хорошо, вот для вас испытанное народное средство: свеклой морды себе натрите — если покраснеете, не так заметно будет (О.Х.Деревенский: ДОГОНЯЛКИ С ТЕПЛОТОЙ)

Про начала пищи

"А первое, что дает нам такой подход — это прояснение многострадального понятия "температура". Почему это понятие в рамках традиционного подхода противоречиво? Вон теоретики придумали "внутреннюю энергию" тела — чем эта энергия больше, тем выше температура, помните? Внутренняя энергия идеального газа — она вообще прямо пропорциональна его абсолютной температуре. Добавим сюда еще знаменитую теорему молекулярно-кинетической теории об энергии, приходящейся на каждую механическую степень свободы молекулы — эта энергия тоже прямо пропорциональна абсолютной температуре. Трудно отделаться от стойкого ощущения того, что температура является мерой энергосодержания — они же, мол, пропорциональны друг другу! О, на эту удочку ловились многие, а потом переживали страшное разочарование. Вот в чем проблема: энергия является величиной аддитивной, а температура — неаддитивной. При соединении двух тел, имеющих одинаковые энергии, мы получаем удвоенную энергию — но при соединении двух тел, имеющих одинаковые температуры, мы не получаем удвоенной температуры. Работает закон сохранения энергии, но не работает закон сохранения температуры. Каким же образом неаддитивная величина, температура, может быть мерой аддитивной величины, энергии? Да никаким! Подумаешь, иногда пропорциональны друг другу. Толку-то!..

А чтобы был толк, вот что предлагается сделать: допустить, что температура является не мерой какой-либо энергии, а мерой соотношения между энергиями в двух различных формах, образующих сопряженную пару. Речь о такой паре энергий, сумма которых остается постоянной, поскольку увеличение одной из них происходит за счет уменьшения другой.

... Большие ученые попытаются поднять нас на смех, поскольку до сих пор в физике считается, что как кинетическая энергия, так и энергия возбуждения передаются атому откуда-то извне, а не появляются за счет его собственных ресурсов. Увы: пока вы, уважаемые, не избавитесь от предрассудков насчет "передачи энергии извне", именно вы будете смешить публику в вопросах, связанных с тепловыми явлениями" (О.Х.Деревенский: ДОГОНЯЛКИ С ТЕПЛОТОЙ)

"Способностью или возможностью мы называем начала движений и изменений, находящееся в ином или в самом, однако и само — иное". Жизни имеют начала в самих себе, все возможности в мире находятся во взаимной первоначальной связи. И органическая пища — это источник изменений и превращений метаболизма не массы пищи, а потенциального баланса первых природных начал, в ней накопленном. По сложившимся взглядам на самих себя, Царей природы метаболизм природной среды рассматривают утилитарно, допуская дичайшие и все более возрастающие ее возмущения, при этом совершенно безумно для всего сущего полагая: "Электричества вполне достаточно, чтобы создать второе Солнце: свет бы вращался вокруг экватора, словно кольцо вокруг Сатурна.. Электричество – это я. Или, если хотите, я – электричество в человеческой форме. Мистер Смит, Вы тоже электричество, просто Вы это не осознаете" (Никола Тесла)