Poniżej publikuję konsultowany przeze mnie rozdział z obronionej w 2007 roku pracy Magisterskiej z Muzykologii o Bioelektronicznym podejściu do terapii dźwiękiem 


LUBLIN 2007

----------------------------------------------------------------------------------

VII. WYJAŚNIENIA MODELOWE W BIOELEKTRONICE

    Kajta sugeruje, że wyjaśnianie w bioelektronice (Sedlaka) dokonuje się w oparciu o trzy modele: elektroniczny, elektromagnetyczny i bioplazmowy . Można się z tym zgodzić, gdyż faktycznie u Sedlaka występuje posługiwanie się pozytywnymi modelami analogicznymi z cechami modelowania myślowego, a także modelu mechanicznego.Sprawa ta zostanie przybliżona na przykładzie modelu elektronicznego.
    Model elektroniczny polega na tym, że analogonem układu żywego jest urządzenie techniczne. Zwykle wymienia się tu trzy rodzaje analogii: 1) substratu - np. plazma w półprzewodniku a plazma w półprzewodzących elementach budulcowych organizmów; 2) struktury - np. śrubowych kształtów pinchów w plaźmie a budowy DNA w postaci skręconej heliksy; 3) funkcji - detekcji pól elektromagnetycznych przez urządzenia techniczne a podobnej detekcji przez organizmy. Wnuk wskazuje tutaj też na osobny rodzaj analogii: 4)równowagi dynamicznej - procesów degradacji i stabilizacji w plaźmie, donorowo - akceptorowych w półprzewodnikach a katabolizmu i anabolizmu układów żywych . Z modelu elektronicznego (bioelektronicznego) Sedlak wyprowadza szereg wniosków heurystycznych, między innymi: a) życie powinno mieć naturę elektromagnetyczną, b) powinno zachodzić zjawisko biolaserowe, c) powinna istnieć plazma w układzie żywym, d) życie powinno polegać na zszyciu metabolizmu  {165} z elektroniką, e) poziom kwantowy (elektronowo-fotonowo-fononowy) powinien być najwłaściwszym poziomem opisu życia, f) życie polega na permanentnym wzbudzeniu energetycznym, g) zewnętrznym, przestrzennym ograniczeniem organizmu jest elektrostaza (powierzchniowe zagęszczenie ładunków) i kontynuacja elektromagnetyczna, h) mechanizm pamięci winnien mieć naturę holograficzną (lub nadprzewodzącą - Cope), i) ważną rolę winny odgrywać w ustroju żywym kwanty akustyczne - fonony, i inne  .
    Należy stwierdzić, że heurystyka (odkrycie), nie dopełniona przez eksplanację i prognozowanie, tylko w pewnym stopniu przyczynia się do postępu wiedzy. Same modele pełnią, oprócz funkcji heurystycznej, także opisową, eksplanacyjną, czy prognostyczną a modelowanie nie polega tylko na wyszukiwaniu analogii między analogonem a analogatem, ale przede wszystkim na aplikacji praw własnych analogonu do opisu, wyjaśniania i prognozowania w analogacie. Jeżeli zatem modelowanie ma mieć w bioelektronice wartość naukową, nie powinno się ograniczać do preferowania jego heurystycznej funkcji, ale także eksplanacyjno-predyktywnej. Dużym sukcesem bioelektroniki w zakresie wyjaśniania modelowego może być to, że prawa własne samej elektroniki posiadają bardzo dużą moc i zdolność wyjaśniania w zakresie fizyki ciała stałego, czy fizyki plazmy. Pozwala to na konstruowanie dość precyzyjnych, w sensie zaawansowania aparatu matematycznego, operacji modelowego ujmowania rzeczywistości biologicznej. Modele konstruowane w oparciu o rozwiązania techniczne z zakresu elektroniki pozwalają wyjaśnić podane eksplananda faktologiczne, a więc własności elektroniczne materiałów biologicznych, a także mechanizm odbioru przez organizmy bodźców fizycznych środowiska i inne. Model lasera biologicznego, zaproponowany przez Sedlaka , a rozwinięty przez Poppa i współpracowników, a także model bioplazmy rozwinięty przez Zona i Wnuka, w istocie dzięki zastosowaniu praw własnych modelu, wychodzą naprzeciw nowym faktom, przedtem tylko luźno wiązanym w ogólnie sformułowanych koncepcjach, przeważnie w dużej części nawiązujących do biochemii .  {166}

=====================================================

V. MIEJSCE BIOELEKTRONIKI WŚRÓD INNYCH NAUK PRZYRODNICZYCH

    Pomijając w tym miejscu historię różnych konotacji terminu "bioelektronika" , a także charakterystykę badań, które choć nie zawsze nominalnie, to jednak treściowo wchodzą w przedpola badań bioelektronicznych , należy stwierdzić, że bioelektronika jest dziedziną nauki rozwijaną w wielu krajach. Badania nawiązujące pośrednio do niej są prowadzone niemal wszędzie, gdzie istnieje odpowiednie zaplecze laboratoryjno-ideowe. S. Bone i B. Zaba, jako autorzy książki o bioelektronice, uznali co prawda trzon myśli bioelektronicznej {159}  jako wyzwanie w stronę technologii i wyzwania intelektualne, na razie trudne do zrealizowania , istnieje wszakże nurt, który już teraz podejmuje dociekania elektronicznych własności biosu, dla eksplanacji większej ilości obserwowalnych danych i predykcji większej ilości faktualnych prognoz. Jest to bioelektronika w rozumieniu właściwym dla tej pracy. Przyjęta definicja bioelektroniki została zaczerpnięta od J. Zona i brzmi:
    "Bioelektronika (biologiczna elektronika = elektronika i elektrodynamika biologicznych systemów i procesów) może być zdefiniowana jako obszar aplikacji metod i koncepcji teoretycznej i stosowanej elektroniki do żywych systemów i ich części składowych w celu: 1)identyfikacji elektronicznych własności i elektronicznych procesów w tych systemach, 2)wskazania ważnej roli jaką mogą odgrywać w zjawiskach życiowych" .
    Bioelektronika należy ze względu na ogólnie pojętą metodę (dedukcyjno-indukcyjno-abdukcyjną)  do nauk przyrodniczych, ze względu na przedmiot materialny  należy do nauk biologicznych, zaś ze względu na metodykę badań, oraz przedmiot formalny (poziom strukturalny i funkcjonalny, pod którego kątem bada bios) należy do nauk biofizycznych, a wśród nich do nauk o bioelektryczności . Nauki biofizyczne są to nauki graniczne (podobnie jak biochemiczne), czyli aplikujące metodykę jednej nauki (grupy nauk) do przedmiotu tradycyjnie przynależącego drugiej nauce (grupie nauk). O tym, że taka procedura jest płodna poznawczo przekonano się już na początku XIX wieku. {160}
    Przedmiot bioelektroniki jest determinowany przez trzy czynniki. Po pierwsze, aspektem strukturalnym, pod którego kątem bioelektronika bada biosferę jest poziom submolekularny w tym znaczeniu, że nawet odnosząc się do populacji, czy ekosystemów ma zawsze na uwadze ten istotny poziom egzystencji biologicznej. Po drugie, aspektem funkcjonalnym są procesy przenoszenia zdelokalizowanych ładunków elektrycznych (elektronów, dziur, protonów), a także kwantów elektromagnetycznych (fotonów) i mechanicznych (fononów) ze szczególnym uwzględnieniem informacyjnej i energetycznej funkcji tego transferu zarówno na wszystkich poziomach organizacji biosfery. Po trzecie, stosowaną metodyką, są techniki zaczerpnięte z elektroniki fizycznej i stosowanej ciała stałego, oraz statystyki. Przedmiot bioelektroniki można ostatecznie określić jako: 1) normalnie funkcjonujące układy żywe wszystkich szczebli organizacji ze szczególnym uwzględnieniem ich poziomu submolekularnego, 2) informacyjne i energetyczne znaczenie dla życia procesów i zjawisk mających naturę kwantową, szczególnie zaś elektromagnetyczną, w tym dokonujące się w pasmach energetycznych (niejonowe) przewodnictwo elektryczne, emisja laserowa mikrostruktur biologicznych, holograficzna natura pamięci i inne, oraz 3) badanie elektronicznych własności materiałów biologicznych in vitro, a także  in vivo, ze szczególnym zwróceniem uwagi na ich własności półprzewodzące, piezo-, piro-, ferroelektryczne, nadprzewodzące, fotoelektryczne, ciekłokrystaliczne, magnetyczne i inne. Badania te są dokonywane na: a) składnikach poszczególnych biostruktur (ekstrachowanych, izolowanych w obrębie struktur wyższego rzędu), b) substancjach biomimetycznych, czyli naśladujących te składniki, c) jednostkach rekonstytuowanych, czyli rekonstruowanych z uprzednio rozłożonych elementów, d) układach hybrydowych elektroniczno-biologicznych.
    Metodyka badań obejmuje: 1) prace labolatoryjne z zakresu biomikroelektroniki, 2) prace w warunkach doświadczalnych pozalaboratoryjne, odnoszące się do statystycznej korelacji wpływu czynników fizycznych na organizmy i populacje i reakcji tychże, 3) rachunki matematyczne w oparciu o wzory fizyki i elektroniki, 4) prace syntetyczne, teoretyczne polegajace na zbieraniu wyników badań empirycznych w celu ich koncepcyjnego opracowywania w oparciu o badania prowadzone z myślą o opracowaniu ich w ramach bioelektroniki, a także w oparciu o badania prowadzone z myślą o opracowaniu biochemicznym, przez farmaceutów, wojskowość, laboratoria medyczne i inne.
    Nauki graniczne ze swojej istoty łączą świat ożywiony ze światem nieożywionym. Dzieje się tak poprzez wskazanie, iż przedmiot ożywiony i nieożywiony można badać przy użyciu tego samego aparatu analitycznego i syntetycznego, czyli przy pomocy wspólnej metodyki i wspólnej metody ogólnie pojętej.  {161} Można przyjąć optymistyczny pogląd, iż teraźniejszość i przyszłość nauki należy w do nauk granicznych i, że nie można poznawać przyrody w oparciu jedynie o jedną, bądź kilka nauk.
    W samej bioelektronice można wyodrębnić subdyscypliny ze wzgledu na przedmiot formalny, czy metodykę. Część z tak wyodrębnionych subdyscuplin bioelektroniki "graniczny" z innymi działami biofizyki, czy biochemii. Świadczy to pośrednio, że paradygmat bioelektroniczny (biofizyczny) dzięki naukom granicznym zbliża sie z paradygmatem biochemicznym. Za subdyscypliny bioelektroniki można uważać biochemię kwantową, fizykę ciała stałego biologicznego, elektroniczną fizjologię, ekologię elektromagnetyczną, biomikroelektronikę, bioelektronikę statystyczna, czy bioelektronikę relatywistyczną. Można także wyróżniać subdyscypliny bioelektroniki ze względu na rzeczywistość biologiczną i powiązane z nią teorie, na przykład: optoelektronikę biologiczną, antropologię kwantową .

VI. EKSPLANANDA BIOELEKTRONICZNYCH WYJAŚNIEŃ

    Tym, co sprowokowało narodziny badawczej perspektywy bioelektroniki jest zestaw faktów empirycznych, powtarzalnych i w miarę postępu badań możliwych do ekonomicznego opisu. Tworzą one faktologiczne eksplananda wyjaśnień bioelektronicznych.
    I. Obserwowalne własności elektroniczne materiałów biologicznych in vitro, czyli: 1) półprzewodnictwo aminokwasów, białek, karetonoidów, porfiryn, błon biologicznych, melaniny, włókien mięśniowych i innych (Cope, Tien, Bulanda,Pethig, Simionescu i wsp.); 2) piezoelektryczność aminokwasów, białek, kości, mięśni, ścięgien, naczyń krwionośnych, tkanek roślinnych, DNA, kolagenu i innych i innych (Fukada, Athenstaed, Marino, Becker); 3) piroelektryczność kolagenu, tkanki nerwowej, kości i ścięgien i innych (Lang, Athenstaed); 4) nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe DNA, lizozymu, cholesterolu i innych (Cope, Goldfein); {162} 5) fotoprzewodnictwo (fotoabsorpcja, fotoemisja) aminokwasów, białek, kwasów nukleinowych, zasad purynowych, pirymidynowych i innych (Steiner, Weinryb) .
    II. Obserwowalne własności organizmów in vivo, niewytłumaczalne (anomalie) z punktu widzenia biochemicznego: 1) ultrasłaba bioluminiscencja, organizmów, świeżo wypreparowanych tkanek, kultur komórek (Gurwicz, Popp, Rattemeyer, Schreiber, Szczurin, Sławiński); 2) magnetotaktyzm wielu gatunków bakterii, owadów (pszczół), ptaków (gołębi), ssakówi innych (Keeton,Walcott, Lindauer, Martin, Blakemore, Backer); 3) zależność biorytmów od ultrasłabych wpływów środowiska geofizycznego u badanych zwierząt  i roślin (Brown, Wever, Presman, Szmigielski); 4) nietermiczny wpływ promieniowania elektromagnetycznego niejonizującego (mikrofalowego, radiowego i innych) na metabolizm badanych zwierząt i roślin (Presman, Hołownia, Mikołajczyk, Cope, Wertheimer); 5) i inne, jak emisja pól magnetycznych, elektrycznych i elektromagnetycznych przez organizmy, czy istnienie różnic potencjałów w różnych partiach organizmów .
    Fakty te są empirycznie skontastowanymi obserwacjami, domagającymi się tłumaczenia, ale nie poprzez wprowadzanie hipotez ad hoc w ramach istniejących teorii, albo pomniejszenie ich znaczenia . "Biochemia zaczyna nie wystarczać, {163} a magnetycznych własności związków organicznych nie da się wyjaśnić bez mechaniki kwantowej". Za tą propozycją kryje olbrzymi wysiłek rozumiejącego ogarnięcia tego, co nieznane. Wejście zaś w nieznane rejony życia jest dziełem bioelektroniki .
    Wyjaśnianiu nomologicznemu i teoriologicznemu podlegają takie fragmenty nauki, które w świetle nowych badań nie spełnieją już funkcji wyjaśniającej . Bioelektronika z tego powodu powinna poddawać wyjaśnianiu prawa biologii, biochemii, i innych nauk o życiu. Jest rzeczą oczywistą, że jako nauka młoda bardziej jest ukierunkowana na rozwój wyjaśnień faktologicznych, jednak od początku swojego rozwoju ma ambicje teoretyczne i reinterpretuje dokonania innych nauk. Oto przykłady eksplanandów nomologicznych i teoriologicznych.
    1) Biochemiczne prawa i teorie odnoszące się do: a) aktywności enzymatycznej, b) zależności funkcji fizjologicznych od otoczenia, c) aktywnego transportu przez błony biologiczne, d) regulacji wzrostu, e) kondensacji chromatyny, f) natury rytmów biologicznych, g) fotoaktywności, h) percepcji zmysłowej (mechanoreceptory), i) regeneracji nerwów, j) immunologii, k) bólu i gojenia ran, l) terapii, ł) mechanizmu zapłodnienia, m) znaczenia wody dla życia i innych. {164}
     2) Dotyczczasowe rozwiązania problemów interdyscyplinarnych, jak: a) abiogenezy, b) natury życia, c) ewolucji,  d) akupunktury, e) hipnozy, f) telepatii,  g) starzenia się, h) interakcji organizm a środowisko fizyczne i inne.
    3) Prawa i teorie innych nauk: a) antropologii, b) psychosomatyki, c) ekologii, d) medycyny i innych .


VII. WYJAŚNIENIA MODELOWE W BIOELEKTRONICE

    Kajta sugeruje, że wyjaśnianie w bioelektronice (Sedlaka) dokonuje się w oparciu o trzy modele: elektroniczny, elektromagnetyczny i bioplazmowy . Można się z tym zgodzić, gdyż faktycznie u Sedlaka występuje posługiwanie się pozytywnymi modelami analogicznymi z cechami modelowania myślowego, a także modelu mechanicznego.Sprawa ta zostanie przybliżona na przykładzie modelu elektronicznego.
    Model elektroniczny polega na tym, że analogonem układu żywego jest urządzenie techniczne. Zwykle wymienia się tu trzy rodzaje analogii: 1) substratu - np. plazma w półprzewodniku a plazma w półprzewodzących elementach budulcowych organizmów; 2) struktury - np. śrubowych kształtów pinchów w plaźmie a budowy DNA w postaci skręconej heliksy; 3) funkcji - detekcji pól elektromagnetycznych przez urządzenia techniczne a podobnej detekcji przez organizmy. Wnuk wskazuje tutaj też na osobny rodzaj analogii: 4)równowagi dynamicznej - procesów degradacji i stabilizacji w plaźmie, donorowo - akceptorowych w półprzewodnikach a katabolizmu i anabolizmu układów żywych . Z modelu elektronicznego (bioelektronicznego) Sedlak wyprowadza szereg wniosków heurystycznych, między innymi: a) życie powinno mieć naturę elektromagnetyczną, b) powinno zachodzić zjawisko biolaserowe, c) powinna istnieć plazma w układzie żywym, d) życie powinno polegać na zszyciu metabolizmu  {165} z elektroniką, e) poziom kwantowy (elektronowo-fotonowo-fononowy) powinien być najwłaściwszym poziomem opisu życia, f) życie polega na permanentnym wzbudzeniu energetycznym, g) zewnętrznym, przestrzennym ograniczeniem organizmu jest elektrostaza (powierzchniowe zagęszczenie ładunków) i kontynuacja elektromagnetyczna, h) mechanizm pamięci winnien mieć naturę holograficzną (lub nadprzewodzącą - Cope), i) ważną rolę winny odgrywać w ustroju żywym kwanty akustyczne - fonony, i inne  .
    Należy stwierdzić, że heurystyka (odkrycie), nie dopełniona przez eksplanację i prognozowanie, tylko w pewnym stopniu przyczynia się do postępu wiedzy. Same modele pełnią, oprócz funkcji heurystycznej, także opisową, eksplanacyjną, czy prognostyczną a modelowanie nie polega tylko na wyszukiwaniu analogii między analogonem a analogatem, ale przede wszystkim na aplikacji praw własnych analogonu do opisu, wyjaśniania i prognozowania w analogacie. Jeżeli zatem modelowanie ma mieć w bioelektronice wartość naukową, nie powinno się ograniczać do preferowania jego heurystycznej funkcji, ale także eksplanacyjno-predyktywnej. Dużym sukcesem bioelektroniki w zakresie wyjaśniania modelowego może być to, że prawa własne samej elektroniki posiadają bardzo dużą moc i zdolność wyjaśniania w zakresie fizyki ciała stałego, czy fizyki plazmy. Pozwala to na konstruowanie dość precyzyjnych, w sensie zaawansowania aparatu matematycznego, operacji modelowego ujmowania rzeczywistości biologicznej. Modele konstruowane w oparciu o rozwiązania techniczne z zakresu elektroniki pozwalają wyjaśnić podane eksplananda faktologiczne, a więc własności elektroniczne materiałów biologicznych, a także mechanizm odbioru przez organizmy bodźców fizycznych środowiska i inne. Model lasera biologicznego, zaproponowany przez Sedlaka , a rozwinięty przez Poppa i współpracowników, a także model bioplazmy rozwinięty przez Zona i Wnuka, w istocie dzięki zastosowaniu praw własnych modelu, wychodzą naprzeciw nowym faktom, przedtem tylko luźno wiązanym w ogólnie sformułowanych koncepcjach, przeważnie w dużej części nawiązujących do biochemii .  {166}
    Dobrym przykładem w tym względzie jest modelowe wyjaśnienie katalizy enzymatycznej przez Wnuka . Na podstawie praw własych modelu technicznego, odniesionych poprzez analogię substratu, struktur i funkcji do enzymów, autor wyjaśnia sam sens istnienia analogii (elektroniczne własności biomateriałów, warstwowa strukturę enzymu - sandwiczowa, ciekłokrystaliczność elementów strukturalnych enzymów, rezonansowy wpływ niejonizującego promieniowania na enzymy, ultrasłabą luminescencję towarzyszącą np. fosforylacji oksydacyjnej. Eksplanandum zatem jest tutaj istnienie takich własności materiałów i struktur biologicznych, które dają podstawę do sformułowania analogii. Eksplanans z koleii zawiera prawa własne modelu, czyli: koegzystencję tworzenia złącz typu p-n z budową sandwiczową technicznych urządzeń, prawa detekcji elektromagnetycznej, diod elektro-luminiscencyjnych, lasera, ale także prawa dotyczących mikroplazmowego działania złącz typu p-n. Autor wspomina o istnieniu modeli konkurencyjnych, czyli półprzewodnikowym Cope'a, nadprzewodnikowym Achimowicza, piezoelektrycznej teorii Caserty i Cervigni'ego, a następnie skupia się na bioplazmowym modelu katalizy enzymatycznej. Hipotezą najwyższego stopnia jest tutaj istnienie analogii między urządzeniami technicznymi a budową i funkcją enzymu, Hipotezą mniejszej rangi jest twierdzenie o plazmowym mechanizmie działania złącza typu p-n. Zacieśnienie warunków brzegowych następuje poprzez obliczenie warunków granicznych istnienia plazmy w układzie  enzymatycznym. Jest to więc wyjaśnienie modelowe faktologiczne z elementami wyjaśniania teoriologicznego, czyli takiego, gdzie reinterpretacji ulegają biochemiczne modele katalizy enzymatycznej. Model plazmowy katalizy enzymatycznej jest pozytywnym modelem analogicznym. Przykładem modelu mechanicznego może być opisywanie przez Zona i Tiena własności elektronicznych sztucznie skonstruowanego systemu podwójnego błon biologicznych w postaci płaskiej (planar bilayer lipid membranes - BLMs), także z wbudowanymi molekułami barwników biologicznych .
    Modele, łącznie z wymienionymi wyżej, są w wyjaśnianiu niejednoznaczne, bo nawet w ramach samej bioelektroniki dopuszczają inne wyjaśnienia (np. przedstawiany model katalizy enzymatycznej dopuszcza inne tłumaczenia - Cope'a i innych); hipotetyczne, gdyż posługują się hipotezą najwyższej rangi o izomorfii i homomorfii analogonu i analogatu; nie wprost, bo odwołują się do innego rodzaju rzeczywistości. Jest to realny powód, aby szukać na terenie  {167} bioelektroniki wyjaśnień przez prawo własne. Prawa własne modelu analogicznego powinny, po reinterpretacji, stać się prawami własnymi dziedziny przedmiotowej, którą model wyjaśnia. Czy bioelektronika przybiera kształty coraz bardziej teoretycznie zaawansowane i początkowe spełnianie heurystycznej roli przez budowę modeli bioelektronicznych, a następnie także wyjaśniającej, odchodzi na plan dalszy wobec wyjaśniania przez hipotezy sformułowane w postaci praw i prawa własne bioelektroniki?


VIII. WYJAŚNIANIE PRZEZ PRAWO WŁASNE W BIOELEKTRONICE

    W publikacjach metanaukowych o bioelektronice nie ma zbyt wielu prób skonfrontowania koncepcji bioelektroniki z pojęciem prawa naukowego. Zdaniem autora bioelektronika dysponuje dobrze skonstruowanymi opisami własności elektronicznych materiałów biologicznych. Jest wysoce prawdopodobne w świetle danych doświadczalnych, że przewodnictwo elektronowe jest przewodnictwem równolegle występującym do przewodnictwa jonowego w błonach biologicznych , jak i w błonach modelowych sztucznie skonstruowanych. Podobnie istnienie efektu fotoelektrycznego w błonach biologicznych czynnych z udziałem światła . Jak się wydaje dokładne doświadczalne określenie parametrów liczbowych tych i innych własności może być podstawą sformułowania praw koegzystencjalnych własnej dziedziny przedmiotowej bioelektroniki. Oznacza to, że prawa takie dotyczyłyby już nie urządzeń skonstruowanych z nieorganicznych i organicznych materiałów o własnościach elektronicznych, ale wprost biosu na każdym szczeblu organizacji, ze szczególnym uwzględnieniem kwantowego. Oto przykłady praw konkomitujących cechy materiałów i tkanek biologicznych, a także poszczególnych mikroukładów.
    "Wartość modułów piezoelektrycznych d14 wynosi w przybliżeniu 10-14mV-1 dla tchawicy i jelita, a 10-13mV-1 dla wiązadła" .
    "Ekscymerowe lasery DNA pracują na granicy faz f0=1 między strukturą bezwładną (f0{1) a spójną (f0}1). Współczynnik q0 określa rozcieńczenie gazu fotonowego, wysyłanego przez DNA, stanowiącego właściwy aktywny materiał laserowy (f0=1), w środowisku komórek (f*10-22) i określony jest zależnością: q0 = f0 / f  *  1022"
    Prawo pierwsze początkowo miało postać hipotezy "być może tkanki biologiczne są piezoelektrykami" i miało tłumaczyć odkrycie zaskakującego zjawiska {168} piroelektryczności w tkankach biologicznych w 1941 roku przez Martina. W wyniku intensywnych badań Basseta, Fukady i innych hipoteza ta uzyskała potwierdzenie doświadczalne , a w momencie określenia mierzalnych parametrów zjawiska, miano prawa koegzystencjalnego, mogącego być użytecznym w tłumaczeniu innych zaskakujących zjawisk tego typu. Nie jest to zwykła generalizacja empiryczna ponieważ wartość modułu d14 dla tchawicy, jelita i wiązadła obowiązuje dla wszystkich wartości czasu i przestrzeni, czyli jest prawem ściśle ogólnym. Generalizacja ta spełnia także inne warunki nałożone na prawa, jak potwiedzanie kontrfaktycznych okresów warunkowych, pełnienie roli wyjaśniającej, przynależności do systemu i inne  Istotną trudnością jest tutaj duża zmienność osobnicza i gatunkowa warunków fizycznych materiałów biologicznych. Trudnością jest także anizotropowość i niejednorodność ośrodka biologicznego, na co zwraca uwagę Zon przy próbie sformułowania wzoru prawa przyczynowego, które mogłoby być  własnym prawem bioelektroniki. Wzór ten odnosi się do własności piroelektrycznych materiałów biologicznych:
    "Każda zmiana temperatury o dT w zakresie temperatut (T2-T1) lub deformacja mechaniczna typu Dm, zachodząca w części organizmu  Co, w wieku W, należącego do gatunku G, w porze roku Pr i porze dnia Pd wywołuje zawsze skutek fizjologiczny Sf o natężeniu N, który realizuje się wskutek wywoływania zmiany polaryzacji elektrycznej dP" .
    Wymienione trudności w sformułowaniu najprostszego (choć bardziej skomplikowanego niż: "kość jest pizoelektrykiem", albo "odkształcając kość wywołujemy jej polaryzację elektryczną") prawa koegzystencjalnego, czy przyczynowego na terenie bioelektroniki nie przeczy bynajmniej, że podjęte próby nie są sformułowaniami praw własnych dziedziny przedmiotowej. W świetle publikacji eksperymentalnych i teoretycznych z zakresu bioelektroniki pewne hipotetyczne do tej pory wyjaśnienia faktologiczne stają się wyjaśnieniami przez prawo własne, które określa realne związki i uwarunkowania zachodzące w układach żywych.
    Można wskazać na terenie bioelektroniki przykłady wyjaśnień genetycznych, strukturalnych, substancjalno-atrybutywnych, systemowych, przez zaklasyfikowanie, odwo¬łanie się do innego poziomu zjawisk, czy funkcjonalnych. Podobnie nie można zaprzeczyć istnieniu na terenie bioelektroniki wielu korelacji statystycznych, np. o istnieniu korelacji występowania (oraz natężenia) burz magnetycznych {169} a ataków (i natężenia) choroby u pacjentów szpitali psychiatryczych i także liczby przyjęć pacjentów do takich szpitali .
    Generalizacje tego typu przyjmują formę praw statystycznych, możliwych do użycia w wyjaśnieniach statystycznych faktów o podobnym znaczeniu. Sugeruje to istnienie także statystycznego typu wyjaśniania przez prawo własne w bioelektronice. Istotnie w wielu przypadkach, aby wyjaśnić eksplananda zawierające opisy obserwowanych in vivo skutków oddziałowywania czynników fizycznych na organizmy konstruuje się eksplanansy zawierające dostatecznie potwierdzone prawa statystyczne. Podobnie ma się rzecz z wyja¬śnianiem teleologicznym. Na terenie bioelektroniki sformułowano hipotezy w postaci praw o charakterze teleologicznym, np. o tym, iż organizmy dążą do zachowania warunków na istnienie stanu plazmowego, aby nie natąpił u nich zanik funkcji życiowych . Hipoteza ta jest elementem eksplanansa wyjaśniania nomologicznego przewartościowującego teleologiczne prawo dążenia organizmów do zachowania życia poprzez dostosowanie populacji do warunków środowiskowych. Jest także elementem eksplanansa, razem z prawami plazmy fizycznej w strukturach żywych wyjaśniania faktologicznego, którego eksplanandum zasadza się na obserwowanej interakcji organizmów i środowiska elektromagnetycznego, albo innego, gdzie eksplanandum jest obserwowalny spadek konsumpcji tlenu w procesach gerontalnych. Z drugiej strony sama jest eksplandum wyjaśnienia nomologicznego, którego eksplanans zasadza się na hipotezie wyższego rzędu o plazmowych mechanizmach regulacji i energetyki wewnątrzorganizmalnej. Jest zatem umieszczona w pewnej hierarchii wyjaśnień. O wartości bioelektroniki jako teorii naukowej świadczy więc nie tylko istnienie poszczególnych wyjaśnień modelowych, czy przez prawo własne, ale ich hierarchia zwana systemem wyjaśnień. Zanim kwestia systemów wyjaśnień w bioelektronice zostanie przybliżona należy zauważyć co następuje.
    (1) Trudno ustalić jaki jest ilościowy stosunek praw do hipotez o forumule praw w ramach bioelektroniki, niemniej wydaje się, że prawa znajdują większe zastosowanie w wyjaśnieniach faktologicznych oraz modelowych. W wyjaśnieniach o większej doniosłości, to znaczy głębiej wnikających w istotę rzeczywistości biotycznej, mają zastosowanie przeważnie hipotezy.
    (2) Dobrze rozwinięte są w bioelektronice wyjaśnienia modelowe, co wskazuje na pokrewieństwo z "młodszymi" i rozwijającymi się dopiero naukami granicznymi, jak niektóre subdyscypliny biofizyki i nauki pograniczne między biofizyką a biochemią. Na to pokre¬wieństwo wskazuje także proporcja różnych {170} typów wyjaśnień przez prawo własne (duży stosunkowo udział mają w bioelektronice prawa statystyczne i koegzystencjalne).
    (3) Uogólnienia bioelektroniki są zdaniami ściśle ogólnymi, spełniajacymi warunki nałożone na prawa. Mazierski sprzeciwia się uznaniu uogólnień biologicznych (prawa ewolucji, prawo biogenetyczne) za prawa przyrodnicze ze względu na ograniczenie czasowo-przestrzenne biosfery (niepotwierdzalność kontrfaktycznych okresów warunkowych i akcydentalność generalizacji biologicznych), niespełnianie prewidystycznej funkcji przez uogólnienia biologiczne, spełnianie funkcji wyjaśniającej tylko w zakresie wyjaśniania probabilistycznego i strukturalnego, odmawianie jej zaś w zakresie wyjaśniania przyczy¬nowego . W tym miejscu uznaje się, że ograniczenie czasowo-przestrzenne biosfery jest nieistotne ze względu, iż obiektywne prawa biosu są kontynuacją praw przyrody nieożywionej. Ponadto życie jest funkcją, która może się realizować w materii w obrębie całego wszechświata, niekoniecznie w oparciu o biochemię węgla, a ograniczenie czasowo-przestrzenne biosfery można uważać raczej za warunki graniczne wyjaśnień nauk o życiu, niż powód odmawiania generalizacjom tych nauk rangi praw. Nauki o życiu są z jednej strony płodne w wiele prognoz, o czym świadczy postęp medycyny, biotechnologii, biologii molekularnej, z drugiej strony prognozy są "niepewne" ze względu raczej na nieznajomość dostateczną warunków brzegowych dla danego prawa, także we wszystkich naukach fizykalnych. Wyjaśnienia koegzystencjalne czy probabilistyczne nie są mniej wartościowe, niż kauzalne. Te ostatnie są zresztą reprezentowane szeroko w biologii przez wyjaśnianie genetyczne. W bioelektronice prawa przyczynowe są może w obecnym stadium jej rozwoju mniej obecne, jednak się je formułuje, przynajmniej jako hipotezy. Stopień skomplikowania warunków brzegowych systemów biologicznych wskazuje właśnie na potrzebę aplikacji metodyki nauk fizycznych do badania biosu. Sformułowanie praw bioelektronicznych, wzorowanych na prawach fizyki i elektroniki, jest krokiem w stronę zrozumienia obiektywnych praw biosu. Prawa te jednak są prawami własnymi bioelektroniki, a nie fizyki czy biologii.


IX. HIERARCHIA BIOELEKTRONICZNYCH WYJAŚNIEŃ

    W bioelektronice system wyjaśnień przybiera charakter poziomowy ze względu na to, iż eksplananda wyjaśnień wtórnych są bardziej ogólne i są twierdzeniami wyższego stopnia epistemologicznego i logicznego. Liczba wyjaśnień pierwotnych [W1] jest większa niż wtórnych kolejnych rzędów i są to przeważnie {171} wyjaśnienia statystyczne i koegzystencjalne przez prawo wasne o charakterze faktologicznym, np. obserwowalna interakcja organizmu i środowiska. Wyjaśnienia wtórne pierwszego rzędu [W2] mają przeważnie charakter wyjaśnień modelowych faktologicznych i nomologicznych. Trudno powiedzieć ile modeli funkcjonuje w bioelektronice, w przybliżeniu ich liczbę można określić na kilkunaście do kilkudziesięciu. Hipoteza o istnieniu analogii urządzeń technicznych do układów biotycznych jest wyższego rzędu epistemologicznego i odzwierciedla głębszy poziom zjawisk zachodzących w przyrodzie ożywionej. Także prawa elektroniki użyte w tych wyjaśnieniach modelowych stwierdzają niejednokrotnie głębsze zależności na bardziej podstawowym poziomie niż można by stwierdzić na podstawie wyjaśnień pierwotnych. Eksplanasy modelowego wyjaśniania w bioelektronice stają się eksplanandum wyjaśnień wtórnych drugiego rzędu [W3], gdzie w eksplanansach dominują typowo bioelektroniczne hipotezy o formule praw, np. strukturalna o plazmowym charakterze mechanizmu recepcji pól elektromagnetycznych. Na czwartym poziomie wyjaśnień [W4] eksplanansy zawierają hipotezy najwyższego rzędu epistemologicznego. Te właśnie hipotezy, mające postać najogólniejszych praw, są istotną podstawą zarówno wyjaśnień modelowych użytych w wyjaśnieniach wtórnych pierwszego rzędu, jak i konstruowania hipotez wyjaśnień wtórnych drugiego rzędu. Wyjaśnienia np. plazmowego charakteru odbioru bodźców energetycznych i informacyjnych środowiska następuje poprzez wskazanie zasady głoszącej, że zdarzenia i procesy w biosie zależą w najistotniejszym stopniu od zdarzeń i procesów z submolekularnego poziomu egzystencji.
    Stosunkowo dobrze rozwiniete wyjaśnianie modelowe tworzy obszerny treściowo i zakresowo poziom wyjaśnień wtórnych pierwszego rzędu. Mimo, że [W3] zawiera prawa własne bioelektroniki, to ich hipotetyczność sprawia, że nie stanowią wyjaśnień pewniejszych od eksplanacji z [W2], przynajmniej dopóki nie zostaną solidnie skonfirmowane. Jednak wyjaśnienia modelowe [W2] ustępują wyjaśnieniom przez prawo własne wyższych poziomów [W3] i [W4] pod względem mocy wyjaśniania. [W3] i [W4] głębiej odzwierciedlają istotę badanego biosu. Jak dotąd największą pewnością, choć najmniejszą mocą, odznaczają się wyjaśnienia pierwotne [W1]. Fakt ten obok hipotetyczności i znacznego udziału modelowania (typowego dla nauk granicznych) sprawia, że bioelektronika jest podobna do innych nowopowstających nauk przyrodniczych. Sceptycyzm w stosunku do hipotetyczności bioelektroniki w wyjaśnieniach [W3] i [W4], a pośrednio [W2] w tym kontekście nie wydaje sie usprawiedliwiony. Moc wyjaśnień bioelektroniki polega na tym, że fakty, prawa i teorie dotychczas funkcjonujące w nauce są wyjaśniane nomologicznie i teoriologicznie poprzez odwołanie się do głębszego poziomu zjawisk. Jest to poziom kwantowy.
{172}
X. PROGNOSTYCZNE WNIOSKI BIOELEKTRONIKI

    Wartość każdej teorii naukowej jest wyznaczona nie tylko jej walorami eksplanacyjnymi, ale także prewidystycznymi. Jest to szczególnie ważne dla teorii, do których zbioru należy też bioelektronika, gdzie dużą rolę w wyjaśnianiu odgrywa modelowanie i wyjaśnianie hipotetyczne. Prewidystyczny aspekt funkcjonowania teorii naukowych odnosi się do testowania, ale także do pogłębiania ogólnie pojętej wiedzy. Bazą prognoz bioelektronicznych są wskazane wyżej eksplanansy. Ich wartość zależy od zdolności do przewidywania faktów, które nie były znane w momencie ich konstruowania. W wypadku potwierdzenia takich prognoz bioelektronika zyskuje dodatkowy stopień konfirmacji i jej hipotezy zyskują miano praw naukowych. Zdolność do generowania prognoz przyrodniczych świadczy o płodności danej teorii naukowej, a ich potwierdzanie o stopniu jej korroboracji. Przed testowaniem bioelektronika powinna wykazywać możliwie dużą zawartość empiryczną, czyli podatność na falsyfikację, Po testowaniu winna być w wysokim stopniu potwierdzona, "zahartowana" w terminologii Poppera. Oznacza to, że pierwszym warunkiem pozytywnej oceny bioelektroniki w aspekcie testowania jest wskazanie możliwości tej ostatniej do projektowania eksperymentów konfrontujących z doświadczeniem jej hipotezy. Drugim warunkiem jest przetrwanie przez te prognozy surowych testów, czyli uzyskanie możliwie dużego stopnia korroboracji.
    Eksplanansy wyjaśnień pierwotnych w bioelektronice mogą służyć i służą jako bazy prognozowania (tutaj postgnozowania) własności fizycznych i elektronicznych materiałów biologicznych, a także statystycznych korelacji działania czynników fizycznych na organizmy. Prognozy te uzyskują w bioelektronice wysoki stopień korroboracji o czym świadczy narastająca liczba publikacji stwierdzających te własności dla nowych materiałów i struktur biolo¬gicznych oraz nowe korelacje statystyczne interakcji organizmów i fizycznego środowiska.
    Wyjaśnienia pierwotne pierwszego rzędu, to znaczy eksplanansy wyjaśniania modelowego także są płodne w wyszukiwanie coraz większej ilości analogii strukturalno-substratowo-funkcjonalnych między urządzeniami technicznymi i organizmami. Płodność prognozowania w tym wypadku wyraża się w zwracaniu uwagi na coraz to inne elementy konstrukcji, bądź funkcje układów technicznych i doszukiwanie się podobnych w układach żywych. Nieco trudniejszą kwestią jest tutaj potwierdzanie wysnutych prognoz (postgnoz). Wynika to z trudności natury ogólnej dotyczącej zasadniczej nietestowalności modeli niemechanicznych. Także modele mechaniczne, jeżeli są nawet poddane testowaniu, {173} to jego wyniki dotyczą samego modelu a nie rzeczywistości odwzorowującej model.
    W wyjaśnieniach wtórnych drugiego rzędu testowanie ma szczególnie duże znaczenie. Wynika to z roli jaka przypada temu poziomowi wyjaśnień w eksplanacyjnej funkcji bioelektroniki. Wyjaśnienia tam zakwalifikowane są wyjaśnieniami ściśle bioelektronicznymi. Bez nich bioelektronika stałaby na dużo niższym stopniu uteoretyzowania, opartym tylko na modelowaniu i stwierdzaniu własności elektronicznych biomateriałów. Hipotezy w formie praw tam sformułowane po potwierdzeniu stanowić będą prawa bioelektroniki o najwiekszej mocy wyjaśniania. Jako pole analizy prewidystycznej funkcji baz prognozowania trzeciego poziomu wyjaśnień bioelektronicznych może posłużyć koncepcja bioplazmy, tym bardziej, że w jej ramach podjęto próbę projektowania eksperymentów konfirmujących eksplanacje analizowanego poziomu sytemu wyjaśnień bioelektronicznych . Wysunięte propozycje bazują na predykatum pierwotnie wyjaśniającym analogię technicznych złącz typu p-n do niektórych struktur biologicznych, jak błony organelli komórkowych - mitochondriów i chloroplastów. Wysuniętą analogię tłumaczy się prawem (hipotezą) stwierdzającym plazmowy mechanizm funkcjonowania błon biologicznych, na przykład prawa (hipotezy) przyczynowego: "Plazma elektronowa pośredniczy w procesach prowadzących do uzyskania energii w postaci wiązań wysokoenergetycznych". Eksplanans zawiera w tej eksplanacji, oprócz przytoczonego wyżej prawa własnego i innych tego typu praw, prawa fizyki plazmy, oraz hipotetyczne, ilościowe przybliżenie warunków szczegółowych istnienia plazmy w błonach biologicznych , dzięki czemu uzyskuje on (eksplanans) dużą wiarygodność formalną. Wnioski prognostyczne dotyczą tutaj możliwości obserwowania odpowiedzi typu fizycznego lub biologicznego na działanie kontrolowanych bodźców (termicznych, chemicznych, radiologicznych, elektrycznych, magnetycznych, elektromagnetycznych, elektrostatycznych, akustycznych i innych). Odpo¬wiedzi pozytywnie {174} korroborujące omawiane wyjaśnienia mogą dotyczyć: a) charakterystycznych zmian współczynnków: odbicia, absorbcji czy przepuszczania fal elektromagnetycznych (zależnie od częstości plazmowej *p), b) konsekwencji fizjologicznych, np. spowalniania, przyspieszania czy też uniemożliwiania przebiegu pewnych procesów, c) zwiększanie, lub zmniejszanie się stopnia idealności plazmy elektronowej zawartej w substrukturach błon, d) zmiany innych parametrów jak przenikalności elektrycznej, stosunku energii potencjalnej do kinetycznej cząstek, koncentracji swobodnych nośników ładunku, masy efektywnej ruchliwych nośników ładunku.
    Zon wskazuje na trudności związane z testowaniem omawianych praw i wyjaśnień. Związane są one głównie ze specyfiką ośrodka biologicznego, ale nie tylko. Mogą dotyczyć zaburza¬jących oddziaływań wywołanych warunkami doświadczalnymi i trudnościami technicznymi, heterogennością i anizotropowością ośrodka biologicznego, a także nadzwyczaj złożonym widmem rejestrowanego promieniowania, czasową zmiennością, labilnością własności błon biologicznych, także pod wpływem informacyjnego i energetycznego działania użytych bodźców fizycznych i chemicznych, niewielkimi rozmiarami badanych układów, zakłóceniami oscylacji wywoływanymi przez szumy.
    Pokonanie tych trudności wiąże się między innymi z: ad a) użyciem rekonstytuowanych błon biologicznych, albo chociaż ich modeli mechanicznych, czy też możliwie subtelnym oddziałowywaniem czynników fizycznych (doskonaleniem technik badawczych), ad b) zastosowaniem odpowiedniej techniki przygotowania błon, wykorzy¬staniem technik synchronizacji podjednostek błon, blokowaniem selektywnym poszczególnych podjednostek błon, izolowaniem ich funkcjonalnych substruktur i ich uporządkowaniem, rekonstytuowaniem błon, ad c) przeprowadzaniem eksperymentów tylko w tych wycinkach czasowych, w których realizuje sie plazma, pobudzaniem błon do synchronicznego przeprowadzania danego procesu (termicznie lub optycznie), ad d) dostosowaniem aparatury pomiarowej do rejestracji sygnałów o mocy o jeden rząd wielkości mniejszej niż ma to miejsce w urządzeniach technicznych, rekonstytuowaniem błon, wykorzystywaniem stosów błon w badaniach, ad e) obniżeniem temperatury, użyciem odpowiedniej techniki "obróbki" matematycznej uzyskanych wyników. Zon proponuje konkretny układ doświadczalny, który mógłby służyć do sondowania bioplazmy.
    Fakt ten, jak i przytoczone wyżej informacje szczegółowe są poważnym argumentem na rzecz płodności wyjaśnień typowo bioelektronicznych (z poziomu [W3]). Jak się wydaje, ich dostateczne skoroborowanie jest uzależnione od inwestycji finansowych w wyposażenie lub udostępnienie odpowiednich laboratoriów. Że poza granicami Polski tak się dzieje, o tym świadczy wspomniana książka Bone'a i Zaby, a także publikacje Cope'a, Poppa i innych {175} autorów. Podstawę do badań daje w pierwszej kolejności "wizja", następnie solidne opracowanie teoretyczne, a dopiero na końcu jej testowanie empiryczne. Bioelektronika, jak się wydaje, wyszła już z etapu "wizji", a coraz solidniejsza teoria daje mocną podstawę do przeprowadzania jej przez surowe testy.
    Wyjaśnienia czwartego poziomu systemu eksplanacji bioelektronicznych budują eksplanansy zawierające najogólniejsze zasady bioelektroniczne, jak "życie ma naturę elektromagnetyczną", czy "istotnym poziomem funkcjonowania układów żywych jest poziom kwantowy". Prognozy wyprowadzone z baz prognozowania opartych na tych zasadach skierowują myśl badaczy także ku innym dziedzinom wiedzy: filozofii przyrody, biologii teoretycznej, antropologii, technologii komputerowej, ochronie środowiska, medycynie, a także ku zagadnieniom światopoglądowym. Sugestie wysunięte przez bioelektronikę w kierunku tych nauk zmierzają do poszerzania biochemicznego paradygmatu rozpatrywania problemów naukowych związanych z biosem o paradygmat biofizyczny, wskazujący na głębsze podłoże zjawisk biologicznych, i szersze mechanizmy interakcji organizmów z otoczeniem.

{176}