"Этот довод, как и многие аргументы атеистов, основывается на незнании философии природы. Если бы на Земле была лишь половина существующих морей, испарение было бы наполовину меньше. И соответственно было бы вдвое меньше рек, орошающих сухую землю. Такой земли было бы в два раза больше, потому что количество испарений пропорционально вызывающему их теплу. Мудрый Творец разумно сделал моря достаточно обширными, чтобы испарений хватило всей Земле."
Джон Рэй, английский натуралист XVIII века.Большая часть планеты покрыта водой. Океаны и моря составляют три четверти земной поверхности, на которой также имеется бесчисленное количество рек и озер. Снег и лед на вершинах гор - это замерзшая вода. Значительная часть земной воды находится в атмосфере. Каждое облако содержит тысячи, а иногда миллионы тонн воды в форме испарений. Время от времени эти испарения превращаются в воду и выпадают на землю в виде дождя. Даже воздух, которым мы дышим, содержит некоторое количество влаги. Иначе говоря, где бы вы ни были, вы обязательно найдете воду. Действительно, комната, в которой вы находитесь в данный момент, содержит от 40 до 50 литров воды. Посмотрите вокруг! Вы не видите ее? Поднимите глаза от книги и посмотрите внимательно на ваши руки, ноги, тело. Сорок - пятьдесят литров воды, о которых мы говорили, - это вы!
В самом деле, человеческое тело приблизительно на 70% состоит из воды. Клетки вашего тела содержат большое количество различных веществ, но ни одно из них так не важно, как вода. Вода - это большая часть циркулирующей в вашем теле крови. И так не только у вас и других людей: большая часть тела всех живых существ - это вода. Кажется, что без воды жизнь невозможна. Вода представляет собой субстанцию, сотворенную, чтобы стать основой жизни. Каждое ее физическое и химическое свойство создано для жизни.
Гармония воды
В книге "Уникальность биологических материалов" биохимик А. Е. Нидхем отмечает необходимость воды для зарождения жизни. Если бы существовали только твердые вещества или газы, жизнь бы никогда не возникла. Причина в том, что атомы твердых веществ расположены слишком близко друг к другу. Они статичны и не позволяют развиваться необходимым для жизни динамическим процессам. В газах, с другой стороны, атомы движутся свободно и хаотично: в такой среде функционирование сложных механизмов жизненных форм также невозможно. Короче говоря, существование жидкой среды абсолютно необходимо, и самая идеальная жидкость для этой цели - вода.
Ученые уже давно обратили внимание на то, что вода обладает свойствами, соответствующими требованиям жизни. Первая попытка детально исследовать этот предмет была предпринята английским натуралистом Вильямом Вивелом в книге "Астрономия и общая физика в отношении к теологии природы", опубликованной в 1832 году. Исследуя тепловые свойства воды, Вивел обнаружил, что некоторые из них нарушают общепринятые законы природы. Он пришел к заключению, что в этих несоответствиях присутствует божественный замысел, и они являются доказательством того, что вода была сотворена для жизни.
Наиболее основательный анализ пригодности воды для поддержания жизни на Земле был сделан профессором факультета биологической химии Гарвардского университета Лоуренсом Хендерсоном спустя столетие после публикации работы Вивела. В книге "Гармония окружающей среды", которую позже назовут самым важным научным трудом первой четверти ХХ столетия, Хендерсон приходит к тем же выводам относительно природной среды нашего мира:
"Соответствие целого ряда абсолютно уникальных, или почти уникальных, свойств воды, углекислоты, соединений углерода, водорода, кислорода и океана - столь широко и многообразно, столь полно в отношении всего остального, вовлеченного в эту проблему, что все вместе они, безусловно, составляют величайшее из всех возможных соответствий".Уникальность тепловых свойств воды
Тепловые свойства воды - один из вопросов, рассмотренных Хендерсоном в его книге. Он отмечает, что существует пять отдельных моментов, в отношении которых тепловые свойства воды уникальны.
1. Все известные твердые вещества при охлаждении сокращаются в объеме. Это справедливо и для всех известных жидкостей: при понижении температуры уменьшается их объем. При уменьшении объема возрастает плотность, и более холодные части жидкости становятся тяжелее. Поэтому вещества весят больше (по объему), когда они находятся в твердой, а не в жидкой форме. Только в одном случае этот "закон" нарушается - когда мы имеем дело с водой. Подобно другим жидкостям, вода сокращается в объеме при охлаждении, но не ниже 4oС. При дальнейшем понижении температуры, в отличие от всех других известных жидкостей, она вдруг начинает расширяться и, когда она замерзает, т.е. оказывается в твердом состоянии, она расширяется еще больше. В результате "твердая вода" легче "жидкой воды". По законам физики твердая вода, т.е. лед, должен быть тяжелее жидкой воды и тонуть, однако он плавает на поверхности воды.
Когда лед тает и вода испаряется, тепло поглощается из окружающей среды. Когда этот процесс протекает в обратном направлении (т.е. вода замерзает или пар осаждается), высвобождается тепло. В физике это явление обозначается термином "латентное тепло".3 Все жидкости обладают тем или иным латентным теплом, но латентное тепло воды самое известное. При "нормальных" температурах только латентное тепло аммиака при замерзании выше латентного тепла воды. В отношении же латентного тепла при испарении ни одна жидкость не может сравниться с водой.
2. Тепловая емкость воды, т.е. количество тепла, необходимое для увеличения температуры воды на один градус, выше, чем у большинства других жидкостей.
3. Тепловая проводимость воды, т.е. способность передавать тепло, в четыре раза выше, чем у других жидкостей.
4. Тепловая проводимость льда и снега, напротив, низка. Вы, наверное, уже задаете себе вопрос, какое значение могут иметь эти пять на первый взгляд чисто физических свойств воды. Оказывается, роль каждого из них огромна, поскольку жизнь вообще и наша жизнь в частности возможна в этом мире только потому, что эти свойства воды такие, какие они есть. Давайте рассмотрим каждое из них.Жидкости, как правило, замерзают снизу вверх, вода же - сверху вниз. Это первое необычное свойство, благодаря которому вода находится на поверхности земли, а лед плавает по воде. Если бы не это свойство, большая часть нашей планеты была закована во льды, и жизнь в ее морях, озерах, прудах и реках была бы невозможна.
Давайте посмотрим, почему так происходит. В мире много мест, где зимой температура опускается ниже 0oС, а иногда и значительно ниже. Вода в морях, озерах и др. охлаждается, и часть ее замерзает. Если бы лед не обладал способностью плавать, он бы опустился на дно, а более теплые пласты воды поднялись на поверхность. Соприкасаясь с воздухом, температура которого ниже 0oС, они тоже замерзнут и погрузятся на дно.
Этот процесс будет продолжаться, пока совсем не останется жидкой воды. Однако этого не происходит. Напротив, охлаждаясь, вода становится тяжелее, пока она не достигает 4oС - в этот момент все изменяется, и она начинает расширяться и становится легче по мере того, как падает температура. В результате вода с температурой 4oС остается на дне, над ней располагается вода с температурой 3oС, 2oС и т.д. И только на поверхности температура воды достигает 0oС, и там она замерзает. Но замерзает только поверхностный слой воды, подо льдом остальная вода остается в жидком состоянии, что дает возможность жить подводным существам и растениям.
Заметим, что пятое свойство воды - низкая тепловая проводимость льда и снега - составляет важную часть этого процесса. Вследствие низкой теплопроводности слои льда и снега сохраняют тепло воды и не дают ему уйти в атмосферу.
Давайте еще раз подумаем о том, что бы случилось, веди себя вода "нормально", т.е. если бы, как у всех других жидкостей, плотность воды увеличивалась при понижении температуры, а лед опускался на дно.
В таком случае процесс замерзания океанов и морей начинался бы со дна и распространялся вверх, потому что не было бы слоя льда, удерживающего тепло. Другими словами, большинство озер, морей и океанов Земли превратились бы в сплошной лед, поверх которого находился бы слой воды глубиной всего лишь в несколько метров. Даже если бы температура воздуха увеличилась, лед на дне никогда не таял бы полностью, и соответственно жизнь там не могла бы существовать. С мертвыми морями жизнь на Земле также была бы невозможна.
Почему же вода ведет себя "ненормально"? Почему она неожиданно начинает расширяться при 4oС, после того как сжималась, т.е. делала то, что должна была делать? На этот вопрос еще никто не сумел найти ответа.
Потение и охлаждение
Очень важны для нас упомянутые выше второе и третье свойства воды, а именно: высокий уровень латентного тепла и большая, чем у других жидкостей, тепловая емкость. Эти два свойства - ключ к пониманию того, почему мы потеем. В самом деле, что хорошего в потении?
Чтобы объяснить это, нам придется познакомить вас с некоторыми данными. У всех млекопитающих температура тела приблизительно одинакова и находится в пределах 35 - 40°С. У человека при нормальных условиях температура тела около 37°С. Это оптимальная температура, которую нужно поддерживать на одном и том же уровне. Если температура тела падает, могут приостановиться многие жизненные процессы. Повышение температуры тела даже на несколько десятых долей градуса, когда мы болеем, может привести к разрушительным последствиям. При длительном повышении температуры свыше 40°С наступает смерть.
Другими словами, температура нашего тела имеет очень узкий диапазон, в рамках которого она может изменяться. Нарушение зыбкого равновесия в ту или другую сторону чревато очень серьезными последствиями.
Однако здесь и возникает проблема: наше тело находится в постоянном движении. Физическое движение любого рода, например движение машины, требует энергии. Каким бы образом ни производилась энергия, попутно вырабатывается тепло. Вы можете испытать это на себе. Отложите книгу и сделайте десятикилометровую пробежку на ярком солнце, вы почувствуете, как разогреется ваше тело.
Но, если вы задумаетесь об этом, вы поймете, что ваше тело не разогрелось в той степени, в какой оно должно было разогреться. Единица теплоты - калория. Обычный человек, пробегая десять километров за один час, вырабатывает тысячу калорий. Это тепло нужно вывести из организма. Если бы этого не случилось, вы впали бы в кому прежде, чем пробежали первый километр.
Вы избегаете этой опасности благодаря двум свойствам воды.
Первое из них - это тепловая емкость. Оно состоит в том, что для повышения температуры воды требуется большое количество тепла. Вода составляет 70% нашего тела, но благодаря своей тепловой емкости она не нагревается быстро. Представьте себе какое-нибудь действие, которое поднимает температуру тела на 10°С. Если бы вместо воды в нашем теле был алкоголь, то же самое действие привело бы к подъему температуры на 20oС, а в случае других веществ, с более низкой тепловой емкостью, возникла бы еще более тяжелая ситуация: для соли подъем составил бы 50oС, для железа - 100°С, а для - свинца 300°С. Большая тепловая емкость воды не позволяет нашей температуре подниматься слишком высоко. Но даже те 10°С, о которых мы говорили выше, могли бы оказаться смертельными. Однако здесь вступает в действие второе свойство воды - ее латентное тепло.Чтобы избежать перегрева, наше тело включает механизм потения. Когда мы потеем, вода, распространяясь по всей поверхности кожи, быстро испаряется. Но, поскольку латентное тепло воды очень велико, это испарение требует большого количества тепла, которое отбирается у нашего тела, и, таким образом, оно не перегревается. Процесс охлаждения настолько эффективен, что иногда мы способны чувствовать холод даже в довольно теплый день.
Благодаря этому свойству воды у человека, пробежавшего десять километров, за счет испарения всего лишь одного литра воды температура снижается на 6оС. Чем больше энергии расходует человек, тем выше поднимается его температура, но в то же время он будет больше потеть и соответственно охлаждаться. Такими свойствами термостата обладает только вода; в случае алкоголя понижение температуры составило бы всего лишь только 2,2°С, а аммиака - 3,6°С.
Есть еще одно очень важное обстоятельство. Если бы, освобождаясь, тепло не передавалось на поверхность кожи, ни эти два свойства воды, ни наша способность потеть не имели бы никакого смысла. Тело также обладает высокой теплопроводностью. Вырабатываемое внутри тепло передается на поверхность кожи, подкожные кровеносные сосуды, принимающие тепло, расширяются, поэтому, когда нам жарко, мы краснеем. Если бы теплопроводность воды и тела были ниже, замедлилась бы передача тепла на поверхность кожи, и это сделало бы невозможным существование таких сложных форм жизни, как млекопитающие.
Таким образом, три совершенно разных свойства воды служат одной цели - понижать температуру тела сложных форм жизни, таких как человек. Вода - особая жидкость, сотворенная для выполнения этой задачи.
Сбалансированность климата Земли
Упомянутые в книге Хендерсона пять тепловых свойств воды играют ключевую роль в поддержании умеренного сбалансированного климата Земли.
Благодаря особым свойствам воды - большому латентному теплу и тепловой емкости - тела, состоящие из воды, нагреваются и охлаждаются медленнее земли. На земле разница в температурах в самых жарких и холодных местах составляет 140oС. На море она находится всего лишь в пределах 15 - 20oС. То же самое различие наблюдается между дневными и ночными температурами: на безводной земле разница температур составляет 20 - 30oС, на море она не превышает нескольких градусов. Водные испарения в атмосфере выполняют также стабилизирующую роль. В результате в пустынях с очень малым количеством водных испарений разница дневных и ночных температур максимальна. В регионах с морским климатом разница намного меньше.
Вследствие уникальных тепловых свойств воды разница между дневными и ночными, летними и зимними температурами остается постоянной и в тех пределах, которые позволяют человеку и другим живым организмам выжить. Если бы в мире было меньше воды, большие территории планеты превратились бы в пустыню, температурный разброс был бы выше, и жизнь была бы либо совершенно невозможна, либо намного более сложна. Хендерсон пишет об этом так:
"В заключение необходимо сказать, что свойства воды имеют тройное назначение. Во-первых, выравнивается и снижается температура планеты, во-вторых, регулируется температура тел живых организмов, и, в-третьих, осуществляется метеорологический цикл. Вода выполняет все эти функции с максимальной эффективностью, и ни одна другая жидкость на планете не может сравниться с ней в этом".
Кроме тепловых особенностей, вода обладает рядом других свойств, идеально подобранных для поддержания жизни.
Одним из таких свойств является высокий уровень поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение определяется способностью поверхности жидкости растягиваться при напряжении подобно эластичной коже. Эти свойства воды обеспечиваются силой притяжения молекул поверхности жидкости. Сила поверхностного натяжения воды так велика, что вода не выльется из чашки, даже если ее уровень чуть выше краев, а если аккуратно положить металлическую иглу на гладкую поверхность воды, она не утонет.Поверхностное натяжение воды намного выше, чем у всех известных жидкостей. Биологические последствия этого огромны, особенно в случае с растениями. Разве не удивительно, с какой большой глубины растения, подобно насосу, способны перекачивать воду в воздух? Ответ на эту загадку - поверхностное натяжение, которое используется в особым образом устроенных каналах корней и стеблей растений. Эти каналы сужаются кверху, что буквально вынуждает воду самостоятельно "ползти" вверх по ним. Если бы поверхностное натяжение воды было меньше, то такие большие растения, как деревья, не смогли бы выжить на засушливой почве.
Разрушение горных пород является еще одним следствием этого свойства воды. Через мельчайшие трещины вода способна проникать глубоко в камень. Расширяясь при замерзании, она приводит в действие внутренние силы, которые разрушают горные породы и высвобождают заключенные в них минералы, тем самым способствуя формированию почвы.
Химические свойства воды
Не только физические, но и химические свойства воды соответствуют требованиям жизни. Прежде всего, вода обладает очень высокой растворяющей способностью:
Практически все химические вещества могут растворяться в воде. В результате этого полезные минералы и другие находящиеся в земле вещества, растворяясь в воде, переносятся реками в моря. Подсчитано, что каждый год в моря поступает пять миллиардов тонн веществ, необходимых для жизни моря. Вода также ускоряет (в качестве катализатора) почти все известные химические реакции, при этом ее химическая активность абсолютно идеальна. Она не слишком велика и не столь разрушительна, как у серной кислоты, и не слишком мала, как у аргона, который не участвует ни в одной химической реакции.
Цитируя Майкла Дентона, можно сказать, что, как и все остальные свойства, "реактивность" воды идеально соответствует ее как биологическому, так и геологическому назначению.
Исследования ученых выявляют все новые и новые детали соответствия воды потребностям жизни. Профессор биофизики Йельского университета Гарольд Моровитц говорит следующее:
"Исследования, проводимые в последние несколько лет, свидетельствуют о новом понимании такого уникального свойства воды, как электропроводность протонов, - ключевого компонента в передаче биологической энергии. Можно с достаточной уверенностью сказать, что это свойство оказалось исключительно важным для зарождения жизни. Чем больше мы узнаем, тем больше поражаемся гармонии природы в истинном понимании этого слова".
Идеальная вязкость воды
Когда мы пытаемся представить себе, что такое жидкость, в нашем воображении возникает образ текучего вещества. Однако жидкости сильно различаются по степени вязкости. У дегтя, глицерина, оливкового масла, серной кислоты совершенно разная вязкость. При сравнении с водой различия становятся особенно явными. Текучесть воды в 10 миллионов раз больше, чем у дегтя, в 1000 раз больше, чем у глицерина, в 100 раз больше, чем у оливкового масла, и в 25 раз больше, чем у серной кислоты.
Это сравнение показывает, что вода обладает очень низкой степенью вязкости. Если оставить в стороне некоторые вещества, такие как эфир и жидкий водород, вода (кроме газов) имеет самую низкую вязкость в природе.
Имеет ли это свойство воды какое-нибудь значение для нас? Был бы мир иным, если бы вода была чуть более или чуть менее вязкой? Майкл Дентон отвечает на этот вопрос так:"Соответствие воды потребностям жизни не было бы столь идеальным, будь ее вязкость намного ниже. Если бы вода обладала такой же низкой вязкостью, как жидкий водород, движение жидкости в системах живых организмов под действием сил сопротивления оказалось бы губительным для них. Если бы вязкость воды была намного ниже, тонкие структуры легко разрушились бы и вода была не в состоянии поддерживать жизнедеятельность любых сложных микроскопических структур. Клетка с ее тонкой молекулярной конструкцией не смогла бы выжить. В случае увеличения вязкости контролируемое движение макромолекул, и особенно таких структур, как митохондрии и малые органеллы, было бы невозможно. Прекратились бы процессы деления клеток и соответственно вся жизнь на клеточном уровне. Остановилось бы развитие более высоких форм жизни, зависящих исключительно от способности клетки передвигаться в процессе генезиса эмбриона"
Животные размером тела в четверть миллиметра имеют централизованную систему циркуляции. Причина состоит в том, что за пределами этих размеров распределение питания и кислорода в организме осуществляться не может, т.е. эти вещества не могут попадать непосредственно в клетку, а продукты жизнедеятельности - выводиться из нее. К многочисленным клеткам нашего тела необходимый кислород и энергия доставляются через своеобразные "трубы", другие "каналы" служат для выведения продуктов жизнедеятельности из организма.
Трубы - это вены и артерии системы циркуляции жидкости, сердце - мотор, поддерживающий систему в действии, а жидкость, идущая по трубам, - кровь, которая в основном состоит из воды (95% плазмы крови - вещества, остающегося после удаления из крови кровяных телец, белков и гормонов, - вода). Существующая вязкость воды обеспечивает эффективную работу всей системы циркуляции жидкости в организме. При условии, что вода была бы такой же вязкой, как смола, живое сердце не могло бы качать ее. Если бы вода обладала вязкостью оливкового масла, которое в 100 миллионов раз текучее смолы, сердце, возможно, и способно было бы перекачивать ее, но это было бы сопряжено с большими трудностями, и в миллиарды капилляров нашего тела кровь не смогла бы поступать.
Давайте внимательно посмотрим на капилляры. Их цель - нести кислород, питание, гормоны и так далее, т.е. все то, что необходимо для жизни каждой клетки нашего тела. Для того, чтобы клетка могла воспользоваться "услугами" капиллярного сосуда, расстояние между ними должно составлять не более 50 микрон (т.е. одной тысячной доле миллиметра). На расстоянии более 50 микрон от капилляра клетки обречены на голодную смерть. Именно поэтому человеческое тело создано таким образом, что сеть капилляров охватывает его целиком. Нормальное человеческое тело имеет 5 миллиардов капилляров, общая длина которых, если их вытянуть в одну линию, составит 950 километров. У некоторых млекопитающих только в одном сантиметре мышечной ткани насчитывается до 3.000 капилляров. Если бы мы решили соединить десять тысяч тончайших капилляров человеческого тела в одно целое, то у нас получился бы пучок толщиной всего лишь с грифель карандаша. Диаметр капилляров составляет от трех до пяти микрон, т.е. от трех до пяти тысячных доли миллиметра.
Чтобы кровь могла проходить по таким узким каналам, не блокируя их и не замедляя движения, она должна обладать высоким уровнем текучести, и благодаря низкой вязкости она обладает ею. Именно это имеет в виду Майкл Дентон, когда говорит, что, если бы вязкость воды была немного больше, кровеносная система была бы полностью бесполезна:
"Система капилляров будет работать только в том случае, если перекачиваемая по ним жидкость обладает низкой вязкостью. Это качество очень важно, поскольку скорость потока жидкости обратно пропорциональна ее вязкости. Отсюда нетрудно увидеть, что, если бы вязкость воды была в несколько раз больше той, которую она имеет, потребовалась бы огромная сила, способная прокачивать кровь через капиллярную сеть. Вследствие этого практически любая система циркуляции оказалась бы неработоспособной. Если бы вязкость воды была немного выше, а самые маленькие рабочие капилляры имели бы десять, а не три микрона в диаметре, капиллярам пришлось бы занять все пространство мышечной ткани, чтобы обеспечить необходимое снабжение кислородом и глюкозой. В таком случае существующая структура макроскопических форм жизни была бы вообще невозможна или существенно ограничена. Представляется, что выбор степени вязкости воды как основы жизни абсолютно идеален"8
Другими словами, и вязкость воды, и все остальные ее свойства специально скроены для того, чтобы жизнь была возможна. При огромных различиях показателей вязкости жидкостей только одна из них была сотворена точно такой, какой она должна быть. Это - вода.
Заключение
Все, о чем говорилось в этой главе, показывает, что тепловые, физические, химические свойства воды, степень ее вязкости - точно такие, какими они должны быть, чтобы позволить жизни существовать. Вода столь совершенно соответствует жизни, что сами законы природы установлены так, чтобы не нарушать это соответствие. Великолепным примером служит неожиданное и необъяснимое расширение объема воды при падении температуры ниже 4оС. Если бы этого не происходило, лед бы не плавал, моря замерзли и жизнь была бы невозможна.
Вода не только идеально приспособлена для жизни, но ее на планете ровно столько, сколько необходимо. Совершенно очевидно, что это не может быть случайностью, но есть результат целенаправленного замысла.
Жизнь на Земле, сотворенной для человека, возможна благодаря воде, созданной специально, чтобы служить основой человеческого существования. В воде Аллах дал нам жизнь, и благодаря воде по Его повелению произрастает пища, которая питает нас.
Эта истина, раскрытая современной наукой, была дарована человечеству в Коране 14 столетий тому назад:
"Он - Тот, Кто шлет с небес вам воду: вам от нее - питье, и от нее - произрастание (лугов), где вы свои стада пасете. Он ею вам выращивает злаки, оливы, пальмы, виноградную лозу и множество других плодов (вам в пищу). Поистине, здесь кроется знамение для тех, кто размышленьям предается" (Коран, 16:10-11).
1. John Ray, The Wisdom of God Manifested in the Word of Creation, 1701 ; Michael Denton, Nature's Destiny, p. 73
Назад
2. Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston : Beacon Press, 1958, Preface.
3. "Латентное тепло" - это энергия, которая, не меняя температуру воды, преобразует ее при помощи этого тепла из твердого состояния в жидкое или же в газообразное. Для того чтобы растопить лед, вы доводите его до определенной температуры, нагреваете его до ноля градусов. Потом вы добавляете еще немного тепла, однако температура льда не меняется, она также остается на отметке ноль градусов. Но это уже не лед, а вода.
4. Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston : Beacon Press, 1958, p. 105
5. Michael Denton, Nature's Destiny, p. 32
6. Harold J. Morowitz, Cosmic Joy and Local Pain, New York : Scribner, 1987, pp. 152-153
7. Michael Denton, Nature's Destiny, p. 33
8. Michael Denton, Nature's Destiny, pp. 35-36
