Ý nghĩa triết học của mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng/4
2. Một số biểu hiện cụ thể của mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng.[sửa]
d. Sự biến đổi tính chất của chất bổ, chất độc và quan niệm mới về bản chất của hiện tượng lão hoá.[sửa]
Khái niệm chất bổ, chất độc ,chất hại chỉ mang ý nghĩa tương đối và giới hạn bởi nó chỉ là một số trong vô vàn mối quan hệ tương tác trao đổi năng lượng giữa vô vàn các cấu trúc vật chất khác nhau. Chúng bị giới hạn bởi sự tác động của chúng được tính đến khi làm thay đổi trạng thái, tính chất của cấu trúc sống. Chúng tương đối bởi sự thay đổi các trạng thái, tính chất, tác dụng của chúng trong, sau quá trình tác động và với các đối tượng khác nhau của chúng. Một chất độc có thể độc với một loài sinh vật này nhưng lại không độc với các loài sinh vật khác, thậm trí trong cùng một loài thì tác động của một chất độc lên các cá thể khác nhau cũng không hoàn toàn giống nhau. Trong cùng một cơ thể sinh vật thì một chất độc cũng không tác động tới tất cả các bộ phận trong cơ thể sinh vật đó. Điều này càng thể hiện rõ trong những loài có đặc tính biến đổi cao như loài người. Sự tương đối còn thể hiện ngay trong phạm vi các cấu trúc vật chất cùng dạng nhưng có sự chênh lệch về mức dự trữ năng lượng .Những cấu trúc có mức dự trữ năng lượng thấp có thể lấy năng lượng của các cấu trúc cùng loại có mức dự trữ năng lượng cao hơn. Chúng có thể được coi là chất độc của các cấu trúc cùng dạng khi chúng làm biến đổi trạng thái, tính chất cho các cấu trúc đó. Nói cách khác, chúng làm cho các chất độc cùng dạng với chúng từ ít độc trở nên độc hơn.Ngược lại, những cấu trúc bị mất năng lượng có thể coi là thuốc bổ ( hay thuốc hại ) cho các cấu trúc cùng dạng đang có độc tính. Prôtêin bị các enzym (hay men tiêu hoá ) lấy mất năng lượng trong quá trình tiêu hoá, chúng trở thành các cấu trúc có mức năng lượng thấp, và vì vậy khi chúng thâm nhập vào các tế bào, chúng hấp thụ năng lượng của tế bào giống như rượu. Với những người không thường xuyên ăn thịt thì sau một bữa ăn nhiều thịt có thể có cảm giác say chính là do nguyên nhân này. Trong thực tế còn có những chất mà tại cùng một thời điểm chúng vừa là chất độc lại vừa là chất bổ khi chúng cung cấp năng lượng cho một số cấu trúc này và hấp thụ năng lượng của những cấu trúc khác. Chúng ta có thể định nghĩa đúng đắn về thuốc độc, thuốc bổ, chất hại nhưng tính tuyệt đối của những định nghĩa đó chỉ được xác định trong những thời điểm hay trong những khoảng thời gian cụ thể và trong từng trường hợp cụ thể. Điều đó có nghĩa là một chất không phải luôn luôn là chất độc khi nó có biểu hiện độc, một chất bổ không phải lúc nào cũng có tác dụng bổ. Và như phần trên đã trình bày, chúng có thể chuyển từ cực nọ sang cực kia, chất độc có thể trở thành chất bổ và ngược lại, chất bổ trở thành chất độc. Sự thay đổi trạng thái này, xin lưu ý, đó không phải là những lợi ích nào đó của chất độc và cũng không phải là tác hại của chất bổ như trong bài viết đã nêu. Lợi ích của chất độc nếu có sẽ xuất phát từ chính tác dụng gây độc của nó, tức là việc làm suy giảm mức năng lượng cao của các cấu trúc mà nó tác động tới, mà khi ở trạng thái này, các cấu trúc đó bị thay đổi tính chất tác dụng, và điều nguy hại hơn là những tác dụng của các cấu trúc đó bị suy giảm, bị thay đổi hoặc mất đi. Đây là một tính chất đặc biệt của các chất độc và của các chất có tính độc trong việc chống lại hoặc hạn chế, làm giảm tốc độ lão hoá. Bản chất của hiện tượng lão hoá của các cấu trúc vật chất là khi các cấu trúc đó có phổ các mức dự trữ năng lượng ,chúng sẽ bị lão hoá khi chúng hấp thụ và tích luỹ năng lượng để đạt mức dự trữ cao. Với những mức năng lượng cao này thì chúng thay đổi về đặc điểm, trạng thái, tính chất, tác dụng, khả năng tương tác với các cấu trúc vật chất khác. Do đó, ảnh hưởng của chúng tới những cấu trúc trong cùng một tổ chức hoặc những cấu trúc khác khi chúng mang tư cách là những yếu tố của môi trường sẽ thay đổi. Sự thay đổi này có thể dẫn đến nhiều hậu quả xấu, mà điều thấy rõ nhất là hậu quả của sự lão hoá trong cơ thể sinh vật . Có nhiều dạng cấu trúc vật chất có thể tích luỹ năng lượng để đạt mức dự trữ năng lượng rất cao, nhưng chúng không bị lão hoá. Nói cách khác, không phải bất kì cấu trúc vật chất nào tích luỹ được năng lượng đều bị lão hoá.
Ba đặc điểm quan trọng nhất có thể xét đến khi một cấu trúc vật chất bị lão hoá là:
1) Thể tích của cấu trúc giảm xuống.[sửa]
Thể tích giảm là do lực liên kết nguyên tử, dưới tác dụng của việc tăng mức năng lượng , tăng lên. Những hậu quả có thể do thể tích giảm là:
-Mối liên kết giữa cấu trúc đang xét với các cấu trúc xung quanh bị phá vỡ dẫn đến sự rạn nứt, bong tróc,nát vụn hay nói chung là bị phá hoại của cấu trúc tổng thể. Điều này xảy ra tương tự như trong trường hợp các cấu trúc vật chất hấp thụ năng lượng có tính cục bộ, tạo nên hình thức lão hoá từng phần, phần nào bị lão hoá trước ( thông thường chúng là những phần đầu tiên tiếp xúc với năng lượng ) sẽ bị bong khỏi cấu trúc .
-Tạo ra nội lực ( hay ứng suất ) trong cấu trúc .Khi mối liên kết giữa cấu trúc đã lão hoá với cấu trúc chưa lão hoá là khá chắc chắn sẽ dẫn đến việc các cấu trúc chưa lão hoá bị co kéo hoặc bị nén lại, nội lực trong chúng vì thế mà phát sinh, cấu trúc của chúng vì thế có thể bị thay đổi hay bị phá vỡ.
-Khả năng hấp thụ và giải phóng năng lượng khó khăn hơn dẫn đến khả năng tương tác với các cấu trúc khác( nếu có) bị giảm sút.
Điều này thường xảy ra trong cơ thể của các loài sinh vật đa bào. Khi tuổi đời tăng cao, các cơ quan trong cơ thể bị lão hoá trở nên hoạt động kém hiệu quả, và điều không tránh khỏi là sự chấm dứt hoạt động sống của cơ thể. Sự giảm sút khả năng hấp thụ năng lượng có nguyên nhân từ sự giảm thể tích của cấu trúc. Khi thể tích cấu trúc giảm,mật độ vật chất tăng lên, khoảng cách giữa các phần tử trong cấu trúc giảm làm hạn chế sự di chuyển của các dòng năng lượng ra vào cấu trúc. Khả năng hoạt động và tương tác của cấu trúc lại phụ thuộc vào cường độ của các dòng năng lượng đó.
-Tạo gia tốc cho quá trình lão hoá .
Khi mật độ vật chất tăng lên sẽ làm cho cấu trúc giảm dần sự hấp thụ các dòng năng lượng thấp, tăng dần việc hấp thụ các dòng năng lượng cao. Mặt khác hiệu ứng lồng quay sẽ làm cho dòng năng lượng thoát ra ít hơn dòng năng lượng đã hấp thụ, dẫn đến việc tăng tốc quá trình tích luỹ năng lượng trong cấu trúc .Quá trình này có tính gia tốc làm cho tốc độ lão hoá tăng nhanh trong giai đoạn cuối của quá trình lão hoá .
2)Thay đổi trạng thái. tính chất của cấu trúc[sửa]
Những thay đổi về trạng thái tính chất cho cấu trúc trong quá trình lão hoá có thể xảy ra là
-Làm tăng tính dẻo dai cho cấu trúc
Các thành viên trong cấu trúc được tăng cường lực liên kết xuyên tâm( hay liên kết vật lí ) đồng thời với việc giảm khoảng cách giữa các phần tử trong cấu trúc. Các mối liên kết hoá học không chống lại quá trình này nên không xuất hiện nội lực trong cấu trúc. Cấu trúc tuy mềm dẻo nhưng khó bị phá huỷ hơn.
-Làm tăng tính cứng và ròn.
Khác với trường hợp trên ở chỗ lực liên kết xuyên tâm tăng đồng thời với việc các phần tử tạo nên liên kết hoá học gia tăng cường độ vận động (do hấp thụ năng lượng tạo ra vận động ) chống lại quá trình tăng cường liên kết .Kết quả là nội lực sinh ra,cấu trúc trở nên cứng và ròn, dễ vỡ. Thể tích của cấu trúc có thể giảm hoặc không giảm.
Trong các cấu trúc vật chất nhiều nguyên tử , các hạt nhân nguyên tử hấp thụ năng lượng làm tăng liên kết xuyên tâm, còn các điện tử khi hấp thụ năng lượng dạng làm tăng vận động hoặc điện tích ,chúng sẽ có xu hướng làm tăng thể tích nguyên tử ,đây là điều ngược với xu hướng làm giảm thể tích nguyên tử do các hạt nhân hấp thụ thêm năng lượng tạo ra. Hai xu hướng này làm cho cấu trúc trở nên cứng và ròn.
-Dễ tạo ra liên kết vật lí với các cấu trúc khác.
Cấu trúc vật chất ở trạng thái lão hoá là cấu trúc có mức dự trữ năng lượng cao trong phổ năng lượng của nó. Nếu năng lượng đó chủ yếu tạo ra liên kết xuyên tâm thì nó cũng làm tăng cường độ của lực liên kết vật lí với các cấu trúc vật chất khác khi giữa chúng có khoảng cách thích hợp. Các phân tử nước tạo ra nước liên kết chống lại sự sôi khi chúng có năng lượng cao (muốn đun sôi chúng thì nhiệt độ sôi phải tăng lên). Nước cũng có thể liên kết với các prôtêin tạo thành keo trong món thịt đông.
-Có thể tạo ra liên kết hoá học với các cấu trúc vật chất khác.
Điều kiện để có khả năng này là các cấu trúc vật chất đó có các thành phần nằm trên bề mặt ngoài của chúng có thể tạo ra liên kết lưới. Dưới sức ép của lực liên kết xuyên tâm tăng lên, bề mặt của các cấu trúc này không chỉ tiếp xúc với nhau mà còn hoà lẫn vào nhau, tạo cơ hội để các thành phần này thực hiện liên kết lưới với nhau, chuyển cấu trúc liên kết vật lí ban đầu thành cấu trúc liên kết hoá học .
Khi một cấu trúc được tạo ra theo cách này thì các đặc điểm, tính chất, khả năng tương tác sẽ có những biến đổi mạnh bởi xét trên phương diện chất thì đây là một chất mới. Nhưng là một chất được tạo ra theo phương pháp vật lí nên chúng có thể được chuyển trở lại thành các chất ban đầu theo phương pháp vật lí. Có nghĩa là có thể áp dụng được một phương pháp chống lão hoá theo nguyên lí của sự hoà tan phù hợp khi những cấu trúc này không có ảnh hưởng xấu hoặc không đạt yêu cầu.
-Khó phân chia cấu trúc theo chương trình.
Trong cơ thể sinh vật, sự phân chia theo chương trình là sự đảm bảo cho sinh tồn và phát triển. Quá trình này có thể là sự phân bào giảm phân hoặc nguyên phân. Khi tế bào phát triển đến một mức độ nào đó thì sẽ diễn ra quá trình phân chia tế bào. Dưới tác dụng của enzym trong tế bào, các cặp nhiễm sắc thể tách khỏi nhau để bắt đầu quá trình phân chia tế bào. Tác dụng của en zym lên các nhiễm sắc thể không phải là tác động hoá học mà là sự tác động vật lí. Với một liều lượng phù hợp, các enzym chỉ có tác động làm chia tách mà không phá huỷ các cặp nhiễm sắc thể. Khi các tế bào ở trạng thái lão hoá, năng lượng làm cho các cặp nhiễm sắc thể liên kết với nhau rất chắc chắn đến mức không thể chia tách, quá trình phân chia tế bào vì vậy không thể bắt đầu.Sự lão hoá làm giảm khả năng sinh sản theo cơ chế phân bào.
3) Không cung cấp đủ và đúng năng lượng cho việc tạo ra những cấu trúc mới.[sửa]
Một cấu trúc vật chất giải phóng năng lượng thì nó có thể trở thành một nguồn cung cấp năng lượng cho việc tạo lập những cấu trúc vật chất mới. Tính chất này đã được sinh giới sử dụng rất nhiều trong việc hình thành, sinh trưởng và phát triển . Các tế bào thần kinh có chức năng ghi nhớ mới sử dụng nguồn năng lượng phát ra từ các tế bào thần kinh cảm giác hay các tế bào thần kinh đang hoạt động chức năng khác để tạo ra các cấu trúc chức năng ghi nhớ cho chúng. Khi các cấu trúc chức năng mới được tạo ra thì sự ghi nhớ mới được thực hiện. Nếu sự lão hoá làm cho các tế bào cảm giác hoạt động kém,dòng năng lượng do chúng phát ra quá yếu, hoặc trong các tế bào ghi nhớ mới không có nguyên liệu cho việc tạo ra cấu trúc ghi nhớ thì khó thực hiện được việc ghi nhớ mới . Hệ thống gien không cung cấp đủ năng lượng cho việc tạo ra các cấu trúc chức năng của tế bào thì tế bào không thực hiện được chức năng của nó, sự phát triển không diễn ra và sự phân chia để sinh sản cũng không thực hiện được.
Sự lão hoá là một trường hợp đặc biệt của các cấu trúc vật chất có mức dự trữ năng lượng cao ( khác với trường hợp các cấu trúc vật chất có năng lượng cao) ở chỗ chúng ta xét đến những ích lợi hay tác hại của các cấu trúc vật chất do sự lão hoá đem lại , còn xét theo góc độ của sự vận động của các cấu trúc vật chất và sự di chuyển của năng lượng thì sự thay đổi trạng thái, tính chất, đặc điểm của các cấu trúc vật chất bị lão hoá cũng thuộc các quy luật chung. Sự lão hoá đến với rất nhiều dạng cấu trúc khác nhau chứ không riêng đối với các cấu trúc vật chất sống hoặc các cấu trúc vật chất hữu cơ ( khi xét rộng hơn ), có nghĩa là các cấu trúc vật chất vô cơ cũng có sự lão hoá. Sự lão hoá xảy ra là do quá trình tích luỹ năng lượng chứ không phải là sự biến đổi do xảy ra các phản ứng hoá học như quan niệm hiện nay về bản chất của hiện tượng lão hoá là quá trình ô xy hoá, các phản ứng hoá học xảy ra không phải là bản chất mà là hệ quả của sự lão hoá. Với quan niệm mới về bản chất của hiện tượng lão hoá, chúng ta tìm được nguyên lý của việc chống lão hoá, đó là chống lại hoặc làm giảm quá trình tích luỹ năng lượng, hạ thấp mức năng lượng đã tích luỹ trong cấu trúc vật chất. Việc làm hạ thấp mức năng lượng là việc tìm ra một sự tác động nào đó ( cơ học, lí học hay hoá học) nhằm giải phóng năng lựơng đã được hấp thụ. Các tác nhân hoá học có khả năng làm giải phóng năng lượng như phần trên đã trình bày đó là các chất độc. Vấn đề là ở chỗ mỗi chất độc chỉ có một số đối tượng tương ứng và có một số cơ chế tác động tương ứng. Đây là công việc cũng đòi hỏi có sự xem xét nghiêm túc. Chúng ta có một ví dụ thực tế, đó là việc người Ai cập sử dụng rượu tỏi để duy trì sức khoẻ .
Việc xác định ý nghĩa, tính chất, tác dụng của các chất độc, chất bổ, chất hại có ý nghĩa thực tiễn rất lớn cho cuộc sống bởi sự hiện diện của chúng ở ngay xung quanh và ngay bên trong cơ thể của mỗi thực thể sống, ở ngay bên trong mỗi chúng ta, liên tục tác động lên quá trình hình thành, phát triển, vận động và khi sự sống đã chấm dứt. Hiểu được chúng, sử dụng chúng một cách có lợi nhất sẽ đảm bảo cho sự sống được duy trì và phát triển. Quá trình hấp thụ và giải phóng năng lượng liên tục diễn ra trong từng cấu trúc vật chất của các thực thể, các tế bào sống. Khi chúng ta nhai thức ăn, dòng năng lượng thoát ra từ các cấu trúc vật chất trong thức ăn được các tế bào thần kinh vị giác hấp thụ và được các tế bào này chuyển thành các kích thích thần kinh về vị thức ăn, giúp chúng ta cảm nhận được các vị ngọt bùi cay đắng. Các chất không đem đến cảm nhận vị giác cho hệ thần kinh khi các phân tử của chúng không giải phóng năng lượng trong miệng chúng ta, hoặc dòng năng lượng đó không phù hợp với sự hấp thụ của các tế bào thần kinh vị giác. Có thể phần lớn các dòng năng lượng tạo nên vị giác là năng lượng liên kết các phân tử trong thức ăn. Dòng năng lượng liên kết các phân tử đường tạo nên vị ngọt. Dòng năng lượng liên kết các phân tử muối thành tinh thể muối tạo nên vị mặn.v.v.. Những dòng năng lượng được cảm nhận bằng hệ thụ cảm vị giác là những dòng năng lượng chỉ dịch chuyển với những khoảng cách rất gần hoặc chỉ được giải phóng khi có một tác động phá vỡ cấu trúc hay phá vỡ liên kết các phân tử vật chất trong thức ăn. Còn hệ thụ cảm khứu giác được kích hoạt bởi các dòng năng lượng dễ thoát khỏi các cấu trúc mang chúng như các phân tử mang các mùi hương. Ở đây chúng ta còn được thấy sự hiện diện của tính chất tan rã của cấu trúc khi năng lượng của chúng dễ thoát ra ngoài. Các phân tử mang mùi thơm của hoa mất dần năng lượng nên liên kết của chúng với bông hoa yếu dần, đến một mức nào đó sẽ không đủ giữ chúng ở lại với bông hoa và chúng sẽ bay vào không khí. Sự thăng hoa của nhiều chất hoá học cũng có bản chất là sự suy giảm liên kết giữa các phân tử của chúng khi năng lượng liên kết trong chúng tự thoát ra ngoài. Có một hiện tượng dễ làm cho chúng ta nhận lầm về chúng, đó là sự thăng hoa của các chất lỏng. Nói một cách khác, từ trước tới nay chúng ta chỉ quan niệm rằng chỉ có chất rắn mới thăng hoa, còn chất lỏng chuyển sang trạng thái khí là do bốc hơi. Chuyển trạng thái từ lỏng sang khí của các chất lỏng trong thực tế có thể do hai quá trình : thăng hoa và bốc hơi. Sự bốc hơi của các chất lỏng là do chúng hấp thụ nhiệt, chúng trở lại trạng thái lỏng khi bị làm lạnh, còn sự thăng hoa là do chúng bị suy giảm năng lượng phân tử, khiến phân tử nhẹ đi và bay vào không khí. Chúng không thể trở về trạng thái lỏng bằng làm lạnh bình thường.
