Жизнь. Эволюция. Панволюция

В настоящий сборник включены три доклада одного автора, подготовленные в 2006-2008 гг. для международного конгресса «Фундаментальные проблемы естествознания» (проводится раз в два года в Санкт-Петербурге по инициативе Международного клуба ученых и РАЕН). В докладах представлена авторская концепция эволюции жизни на Земле, которая позволяет проследить механизмы видообразования и эволюционного продвижения живых систем как «по горизонтали» – в пределах одного уровня, от ароморфоза к ароморфозу, так и «по вертикали» – с уровня на уровень, с усложнением структурной организации (существующие теории эволюции до сих пор не объясняли продвижение живых систем «по вертикали»). Данная концепция разработана в рамках т.н. нелинейного уровневого подхода – междисциплинарного направления научной и философской мысли. Это направление возникло на рубеже тысячелетий, в Кыргызстане. Сборник рассчитан на всех интересующихся проблемами зарождения и развития жизни на Земле и, в частности, эволюции человека

Публикуется по книге: О.Я.Бондаренко. Жизнь. Эволюция. Панволюция. Сб. докладов / Бишкек: Илим, 2009. – 89 с. Тираж 100 экз.
    УДК 1/14
    ББК 87
    Б 81
    ISBN 978-9967-11-274-4 
    Б 0301020000-09

Одобрено Ученым советом Института философии и политико-правовых исследований НАН КР
    Рецензент: доктор философских наук, профессор О.А.Тогусаков

АННОТАЦИИ

НЕЛИНЕЙНЫЙ УРОВНЕВЫЙ ПОДХОД: ЖИЗНЬ

Представлено новое междисциплинарное направление, которое, с одной стороны, имеет общие корни с синергетикой, с другой – может рассматриваться как альтернатива последней. Прослеживаются общая схема и движущие моменты перехода систем с уровня одного порядка на уровень другого порядка, с постепенным усложнением организации. В этом контексте также рассматривается возможность постепенного самозарождения жизни – от неживого к живому, с учетом изменения характера самоорганизации при повышении систем по уровням. Выводится определение жизни как управляемой, или направляемой, самоорганизации системы – в противовес стихийной самоорганизации, присущей косной материи.

НЕЛИНЕЙНЫЙ УРОВНЕВЫЙ ПОДХОД: ЭВОЛЮЦИЯ

Рассмотрены механизмы видообразования и эволюционного продвижения живых систем «по горизонтали» – в пределах одного уровня, от ароморфоза к ароморфозу, и «по вертикали» – с уровня на уровень, с усложнением структурной организации. Предложен алгоритм: сначала идёт выработка внутренних признаков в популяции – изменение структуры, формирование новых типов связей, управления и обмена информацией, и только потом эти достижения закрепляются в процессе смены фенотипа, т.е. выработки измененных внешних признаков. Дано обоснование положения: новые (внешние) признаки приобретаются индивидуально, а устаревшие утрачиваются коллективно; в этом истоки параллелизма в развитии видов.

НЕЛИНЕЙНЫЙ УРОВНЕВЫЙ ПОДХОД: ПАНВОЛЮЦИЯ

В докладе рассмотрено понятие «панволюция», т.е. процесс постепенного изменения, или развития, совокупности живой и неживой систем (например, живой системы и окружающей ее среды) в их единстве и взаимодействии. Также рассмотрено влияние панволюции на возникновение новых биологических видов. Тематика доклада близка биофилософии.

O.Ya. Bondarenko. Life. Evolution. Panvolution.
    A Collection of Presentations.

This Collection has incorporated three presentations prepared by the author in 2006-2008 for the International Congress titled “Fundamental Problems of Natural Science” which is held once in two years in St.-Petersburg on the initiative of the International Scientists’ Club and the Russian Academy of Natural Science. The presentations set forth the author’s concept of life evolution on Earth which allows to follow the mechanisms of species formation and evolution of animate systems both “horizontally” – within one level, from aromorphosis to aromorphosis – and “vertically” – from level to level with gradual complication of their structural organization (so far the existing evolution theories have not explained the “vertical” evolution of animate systems). This concept has been designed in Kyrgyzstan within the framework of non-linear level approach – an interdisciplinary line in scientific and philosophical thought – in the past ten years. The Collection is intended for readers at large who are interested in the issues of origin and evolution of life on Earth, Man evolution, in particular.

ANNOTATION

NON-LINEAR LEVEL APPROACH: LIFE

The presentation deals with an interdisciplinary approach which has common roots with synergetics, on the one hand, and may be considered as an alternative of the latter, on the other hand. There is presented a common pattern and transition of systems from level to level and their gradual complication. It is within this context that the probability of gradual self-origin of life – from inanimate to animate with due regard for alterations in the character of self-organization with level-to-level elevation (advancement) of systems is considered. There is suggested the definition of life as a guided (controllable) system self-organization in contrast to spontaneous self-organization typical of inert matter.

NON-LINEAR LEVEL APPROACH: EVOLUTION

The presentation deals with mechanisms of species formation and “horizontal” evolution of animate systems within a single level from aromorphosis to aromorphosis, on the one hand, and “vertical” evolution from level to level with gradual complication of the structural organization. There is suggested an algorithm whereby evolution starts with formation of inner features within a population which manifests itself in structural changes, formation of new types of relationships, control and exchange of information which are thereafter consolidated in the process of phenotype change, i.e. formation of altered exterior features. It is reasoned that new (exterior) features evolve individually and the previous (older) ones are lost collectively which explains parallelism in species evolution.

NON-LINEAR LEVEL APPROACH: PANVOLUTION

The presentation deals with the notion of “panvolution”, i.e. the process of gradual change or evolution, integrity of animate and inanimate systems (for example, of the animate system and its environment) in unity and interaction. Also, there is considered the effect of panvolution on the formation of new biological species. The subject matter of the presentation is very close to biophilosophy.

ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО

Предлагаемый читателю сборник докладов известного кыргызстанского ученого О.Бондаренко посвящен актуальнейшим проблемам современной науки. Автор давно и плодотворно работает в рамках так называемого нелинейного уровневого подхода, который, по его мнению, появился и развился именно у нас, в Кыргызстане, на рубеже двух тысячелетий.

Нелинейный уровневый подход, на взгляд ученого, рассматривает динамику объекта как таковую, вне зависимости от форм, тем более, если объект – система. Отсюда следует, что данный подход изучает изменение состояний явлений и объектов окружающего нас мира. Именно изменение состояний дает нам возможность проследить и выявить обратную связь между состояниями и отношениями этих объектов и явлений внешней среды.

Весьма интересен подход автора к различению уровневого и синергетического подходов. Эти подходы родственны, но не однозначны. Как подчеркивает автор, если синергетика исходит из того, что всякая система стремится к равновесному состоянию, то уровневый подход предполагает равновесное состояние вынужденным (а ведь нельзя стремиться к вынужденному состоянию). Автор считает, что синергетика видит мир непредсказуемым, хаотичным, делая упор на случайности, спонтанности развития процессов. В то время как уровневый подход упорядочивает мир или, по крайней мере, видение мира и процессов, происходящих в нем, исходит из того, что развитие происходит не спонтанно, но в определенном направлении.

На этом основании О.Бондаренко делает вывод о направленном характере эволюции, и эта направленность становится заметной по мере повышения уровня развития живой системы. Кроме того, автор формулирует так называемый закон необратимости эволюции. Как это понять? По нашему мнению, настоящий закон означает, что эволюция в принципе не идет вспять, ее развитие тем устойчивой и тем интенсивнее, чем более высокий уровень организации характерен для системы.

В своих работах автор затрагивает весьма серьезную проблему возникновения жизни. Конечно, данная проблема не нова, но и до сих пор наука не имеет четкого ответа на вопрос: как именно происходит переход от неживого к живому? Автор считает, что постепенно, при переходе систем с уровня на уровень, по мере усложнения их организации. Причем автор дает и следующее определение жизни: жизнь есть управляемая, или направляемая, самоорганизация системы – в отличие от неживого состояния, при котором самоорганизация происходит стихийно, что вообще присуще косной материи (своего рода природная подстройка, природная автоматика).

Интересные выводы можно найти в работе О.Бондаренко "Нелинейный уровневый подход: эволюция", где автор по-своему дополняет и развивает классическую теорию естественного отбора Ч.Дарвина, вводя в научную теорию метод нелинейного подхода. Вызывает интерес следующее положение: чем сложнее организация всех живых форм в совокупности, тем меньше средняя скорость эволюции. Чтобы обосновать данный вывод, автор вводит понятие панволюция. Панволюция – новый термин, не существовавший ранее в биологии; панволюция, по мнению автора, означает процесс постепенного изменения или развития совокупности живой и окружающей ее неживой среды, в их единстве и взаимодействии (в то время как понятие эволюции, как правило, затрагивает процесс развития только какой-либо одной системы, «выхваченной из контекста», и при этом меньше внимания уделяется развитию смежных и зависимых систем, каждая из которых, в свою очередь, рассматривается самостоятельно, в отрыве от других).

На наш взгляд, выводы, сделанные автором, заслуживают внимания не только специалистов-эволюционистов, но и ученых всех направлений, включая гуманитарные.

В целом сборник работ О.Бондаренко затрагивает важнейшие аспекты современной философии и методологии науки. В работах прослеживается твердая позиция самого автора по многим дискуссионным вопросам. Разумеется, не во всем можно согласиться с автором, но он реализует свое право на видение той или иной проблемы по-своему. Несомненно одно: сборник не оставит читателя равнодушным к современным глобальным научным проблемам и путям их практического решения. Тем более заслуживает всяческого одобрения смелость выдвижения идей даже в качестве постановки проблемы.

О.А.Тогусаков
    Директор Института философии и политико-правовых исследований Национальной Академии наук Кыргызской Республики, доктор философских наук, профессор, Заслуженный деятель науки КР, Лауреат государственной премии КР в области науки и техники

НЕЛИНЕЙНЫЙ УРОВНЕВЫЙ ПОДХОД: ЖИЗНЬ

Введение. Уровневый подход – определенная методологическая концепция, близкая по замыслу к системному подходу. Однако объектом исследования в данном случае выступает не сама система, а ее изменение (динамика) по некой уровневой шкале; последняя отражает уровни организации системы*, с учётом возрастающей сложности и постепенного, или поэтапного, перехода от количества к качеству.

(*Надо отметить, что не все ученые-системщики согласны с самой постановкой вопроса о существовании уровней организации систем. Так, П.К.Анохин, анализируя работы Кремянского, Введенова, Джерарда, Брауна, Новикова, писал: «…Это направление выступает под различными названиями: «интегративные уровни», «структурные уровни», «иерархия систем» и др. … В сущности на это указывает и употребление термина «уровни», который находится в абсолютном противоречии с понятием «система». Главное же то, что ни в одной концепции уровни не обладают какой-либо функциональной архитектоникой и, следовательно, как способ соединения уровней, так и механизмы, удерживающие единство всей архитектуры целого, естественно, не могут быть найдены» [1])

Можно воспользоваться термином Д.Андреева о «разнствовании подходов по горизонтали и по вертикали» – со смещённым акцентом в отношении объектов исследования: на смену сравнению (сопоставлению) и стыковке (увязке) систем или их составных частей приходит сравнение (сопоставление) и стыковка (увязка) достигнутых ими уровней.

Предлагаемая здесь версия уровневого подхода является относительно новым направлением методологии и призвана рассматривать динамику объекта (системы) как таковую, вне зависимости от конкретных форм. Поэтому уровневый подход, или уровневый анализ, может рассматриваться как междисциплинарное течение.

Данный подход, по-видимому, имеет гносеологический и онтологический аспекты.

Появление этого направления закономерно в условиях продолжающегося кризиса фундаментальной науки и методов научного познания на рубеже тысячелетий. Как сказано в предисловии к «Трудам» Санкт-Петербургского Конгресса-2004, наука должна изучать не только объекты, их состояния и свойства, но и процессы их изменения [2, с.93-105].

Уровневый подход как раз изучает изменение состояний. Но не только. Определенному состоянию системы соответствует определенный характер отношений между составляющими ее частями. И наоборот, характеристика связей (коммуникаций, взаимодействий) между компонентами говорит нам о качественном состоянии системы и, следовательно, присущих ей свойствах. Т.о., изменение отношений дает возможность проследить изменение состояний, выявляет обратную связь между состояниями и отношениями, и это также входит в сферу исследований уровневого подхода.

Поэтому здесь так важно определять уровни взаимодействия между элементами. От уровня будет зависеть, формируют ли элементы – в зависимости от способа их «сборки» – систему (т.н. элементаристская парадигма системного подхода), или, напротив, система как нечто изначальное по отношению к элементам определяет последние [3, с.122-135].

Отдельно следует отметить некоторую путаницу в трактовке понятия «уровень» в аппаратах системного подхода и уровневого подхода. Так, системный подход предполагает иерархичность познания: изучение самого предмета (собственный уровень), изучение этого же предмета как элемента более широкой системы (вышестоящий уровень) и изучение этого предмета в соотношении с составляющими его элементами (нижестоящий уровень). Типичным примером является цепочка: человек – группа людей – общество – человечество. В данном случае порядок построения цепочки не принципиален и зависит от целей и задач исследования и от того, каким именно вопросам необходимо уделить внимание. Т.о., мы имеем своего рода избирательность, а также обратимость, линейность представленного ряда. Уровни здесь по сути параллельны друг другу, их можно уподобить параллельным мирам, или измерениям.

Однако, кроме «параллельных» уровней, есть ещё и «перпендикулярные». Это значит, что система человек может сама по себе иметь собственные уровни организации: низкий, средний, высокий и т.д.; то же допускаем в отношении, например, системы общество: низкоорганизованное, высокоорганизованное и др. (при этом важно выработать критерии оценки уровня организации). Такой взгляд приводит к повышению роли подуровня, т.е. уровня внутри уровня (уровня в миниатюре).

И системный, и представленный здесь уровневый подходы учитывают оба варианта – и «параллельный», и «перпендикулярный». Однако системный подход в какой-то мере делает акцент на первом, в то время как уровневый – на втором. Именно поэтому в нашем случае правильнее говорить о нелинейном уровневом подходе, чтобы избежать недоразумений, нередко возникающих при недостаточном прояснении понятий*.

(*О количественных и качественных уровнях материи говорит в своих работах А.И.Вейник. См., в частности, книгу "Термодинамика реальных процессов" [4])

Видимо, также нужно оговорить и различие между предлагаемым уровневым подходом и синергетикой. Оба направления являются родственными, но по ряду основополагающих моментов у них согласия нет. Так, синергетика исходит из того, что системы стремятся к равновесному состоянию, а уровневый подход считает последнее вынужденным, – т.е. стремиться к вынужденному состоянию нельзя (можно стремиться лишь к оптимальному состоянию). Синергетика видит мир непредсказуемым, постоянно взрывающимся, она идеализирует неопределённость, спонтанность, отстаивает творческую роль хаоса. Уровневый подход, в свою очередь, воспринимает это как естественнонаучный экзистенциализм; с его точки зрения, мир более упорядочен, чем кажется, хотя данный порядок столь сложен (и одновременно прост), что открывается лишь с определенного уровня наблюдений.

Обобщенно говоря, уровневый метод можно представить так: на всякий процесс накладывается уровневая сетка – своего рода трафарет, и это позволяет упорядочить наше представление об исследуемом (меняющемся) объекте либо же группе объектов: их природе, организации, последовательности развития, причинно-следственных связях, иерархическом положении в некоем «уровневом пространстве» и т.п.

Отметим, что предлагаемая концепция подробно изложена автором в ряде работ [5, 6, 7, 8, 9]. Ниже она лишь обозначена в сжатой форме.

Метод.

Уровневый подход предполагает работу с уровневыми графиками. Вот простейший уровневый график, точнее, заготовка, болванка для него:

0 и 1 здесь соответствуют нижнему и верхнему пределам уровня. Качественное состояние, в котором система пребывает в тот или иной момент, отмечается на графике точкой – её мы поместим между указанными горизонтальными осями. Совокупность всех точек образует кривую, переходящую с подуровня на подуровень и, таким образом, отражающую динамику системы во времени (на графике отсутствует).

Система, как правило, не выходит за пределы своего уровня. При достижении нуля она перестаёт существовать в качестве системы, т.е. единого взаимосвязанного целого. Система человек, например, разрушится – умрёт физически (либо в психическом плане). При выходе за пределы единицы – в надсистему, или систему следующего порядка, она приобретает иные качественные характеристики; имеются в виду, например, свойства организованных групп людей, а не единичные свойства, либо же человеческий дух, некое творческое начало (в данном случае не биологическое, но социальное понятие).

Уровневый график удобен для отражения процесса самоорганизации. Известно, что наука ХХ века в её сложившихся формах уделяла мало внимания явлению самоорганизации и по существу не интересовалась им. Во всяком случае, такого интереса не проявляли физика и значительная часть точных дисциплин; в частности, физический аппарат приспособлен под описание статичных состояний [10, с.4 и 79].

Самоорганизация лежит в основе любого развития. Определимся, что считать развитием. По нашему мнению, это есть процесс самопроизвольного перехода от энергетически невыгодного к энергетически выгодному состоянию. Последнее следует рассматривать как оптимальное состояние – для данных условий и данной среды. Т.е. развитие удовлетворяет т.н. стреле оптимальности – оно всегда направлено в сторону экономии энергетических затрат, точнее, рационального расходования энергии*, и в силу этого одностороннее (асимметричное). Иначе: развитие удовлетворяет принципу наименьшего действия (бережливости природы). Примем оптимальное – наилучшее, с качественной точки зрения, – за норму. Тогда стремление к оптимальному мы будем рассматривать как стремление к восстановлению или, по крайней мере, достижению нормы. Отсюда: принцип наименьшего действия имеет общую природу с принципом отрицательной обратной связи, который можем сформулировать так: при отклонении от нормы (оптимального режима функционирования) возникает встречное, противоположно направленное действие – противодействие, которое стремится вернуть систему в нормальное, или оптимальное, состояние. Сам процесс возврата в оптимальный (энергетически выгодный) режим нужно считать самоорганизацией.

(*Иначе: развитие предполагает относительно мгновенный или постепенный, поэтапный переход к оптимальному режиму функционирования, с точки зрения расходования энергии; количество энергии в конечном счете должно оставаться необходимым и достаточным для выполнения максимального объема полезной работы. Весь этот процесс нами воспринимается как действительное (или внутреннее) движение. В отличие от него, видимое (или внешнее) движение связано с физическим перемещением объекта на плоскости или в пространстве)

Примечание. На верхних подуровнях (вблизи 1) для системы характерно преобладание кинетической энергии над потенциальной, и система более устойчива. На нижних подуровнях (вблизи 0) наоборот, преобладает потенциальная энергия (пережигается внутри системы); система неустойчива, близка к распаду.

Вот так выглядит процесс самоорганизации на графике:

На графике отражается динамика развития любого процесса. По оси OY – шкала изменения качественных состояний (т.н. иерархия), по оси OX – время развития процесса; возможна ось OZ – она нужна для количественной оценки, на ней отражается число самостоятельных – в той или иной степени – частей системы (чем выше по OY, тем более монолитной становится система, элементы её объединяются в целое, и вблизи 1 они действуют в унисон, когерентно, т.е. область 1 есть область резонанса). Резонанс как раз позволяет добиться больших результатов наименьшими средствами.

Для удобства по оси OY отмеряется условный, синтетический показатель – т.н. коэффициент оптимальности K_opt. Критерием K_opt = 1 является наиболее выгодный режим сохранности энергии в системе; при K_opt > 1 система дискретно переходит на другой уровень (выходит в надсистему, по Г.Альтшуллеру), при K_opt < 1 система, наоборот, постепенно утрачивает мобильность, ее составные части все хуже и хуже стыкуются между собой, и, наконец, вблизи 0 система перестает существовать в качестве таковой, распадается – за счет крайне невыгодного режима функционирования.

По Альтшуллеру [11], всякая система стремится к увеличению степени идеальности (т.н. закон увеличения степени идеальности). Иными словами, всякая система будет продвигаться сама собой, т.е. самопроизвольно, от 0 до 1 на приводимом выше графике, поскольку это удовлетворяет стреле оптимальности и обусловлено явлением самоорганизации. Развитие вспять – со снижением в сторону 0 осуществляется только при воздействии силы извне, а также при выработке естественного ресурса, отведенного природой, например, если система – организм.

Количество энергии (т.н. порция), отпущенное системе, в принципе не изменяется в пределах между 0 и 1. Однако энергию можно использовать рационально (для производства полезной работы, осуществления движения, выполнения комплекса неких внешних действий, проявления активности) или нерационально (для противодействия работе и движению, подавления в себе стремления что-либо совершать). Соответственно поведение системы, производимая ею работа будут существенно различаться в областях, близких к 0, близких, например, к 0,5 и близких к 1.

Активность, в т.ч. физиологическая, биологическая*, есть прямое следствие выполнения принципа наименьшего действия (и отрицательной обратной связи). В отличие от нее, пассивность соответствует невыполнению требований природы, поскольку её надо рассматривать как отклонение от нормы.

(*А также социальная и иная – уровневый взгляд на вещи абстрагируется от конкретных форм. А пирамидально-симметричный взгляд на вещи ставит во главу угла нечто общее, единое для всех систем в их иерархии; законы – напомним – в данном случае рассматриваются как качественно подобные друг другу на всех уровнях (принцип фрактала))

Кроме того, говоря об активности как явлении, мы должны воспринимать её системно. Чтобы считаться активным, мало размахивать руками или делать пробежки по утрам. Активность оценивается с учётом последствий всех произведенных действий, вызванных ими изменений – в смысле улучшения условий для выживания (существования) индивида, особи, группы и т.д., количества и качества вовлечённых в действие систем, расширения связей и коммуникаций, объёма охваченного жизненного пространства и проч. С такой точки зрения, активность, например, бактерии, стрекозы, льва, человека будет качественно разной. И её даже можно попробовать расположить в определённой иерархической последовательности, если выработать чёткие критерии, что считать активным.

Принцип наименьшего действия отвечает за то, что все системы, если не происходит соответствующего противодействия, стремятся достичь верхней границы своего уровня (оптимального режима функционирования), чтобы уже в новом качестве – в составе надсистемы, т.е. системы следующего порядка, продолжать продвижение наверх (развитие), по направлению к ещё более выгодному энергетическому состоянию. Это многоплановое стремление удовлетворяет также т.н. принципу наименьшего наименьшего действия (sic!) – он распространяется на все последующие уровни и предполагает всё более и более оптимальный поступенчатый режим функционирования систем.

В реальной действительности сторонние силы – назовём их совокупность сапрессором – ограничивают возможности системы достигнуть верхней границы уровня. Постоянное давление противодействующих факторов (на графике оно направлено сверху вниз), в сочетании с ответом системы на вызов (снизу вверх), приводят к вынужденному равновесию; последнее удерживает систему где-то в промежуточных областях. Выше отмечалось: синергетика считает, что системы стремятся к равновесию, в то время как уровневый подход предполагает, что они стремятся к оптимальному состоянию, – ибо нельзя стремиться к вынужденному. Поэтому достижение 1 на графике (верхнего предела) по сути свидетельствует о нарушении равновесия и соответственно создании предпосылок для перехода в совершенно иное качественное состояние.

Именно неравновесные состояния отдельных систем обеспечивают образование надсистем – в данном случае систем следующего уровня. Атом просто так (если он в равновесном состоянии) не способен к объединению в молекулу, но именно вследствие нарушения равновесия, при взаимодействии с другими атомами, также вышедшими из состояния равновесия, возможно её создание. В этом случае индивидуальные свойства атомов будут заменены коллективными свойствами вновь образованной системы, и можно говорить об изменении качеств.

Допустимо создание многоуровневых графиков (см. рис. 4). В многоуровневом случае – как на представленном рисунке – на схеме также могут присутствовать ноль и единица. Ноль обычно соответствует нижнему пределу уровня (нижней планке), единица – верхнему; но так как на рисунке показано несколько горизонтальных планок, то все они являются одновременно и нижними, и верхними (по отношению к предыдущему уровню каждая планка выступает верхней, по отношению к последующему – нижней). Для удобства можно записывать так: 0 и 1, далее следующий уровень – 0' и 1', далее ещё более высокий – 0'' и 1'' и так вверх без конца. Т.о., 1 одновременно принимается за 0' и т.д.

С определённой точки зрения, уровни здесь могут рассматриваться как подуровни, и наоборот, т.е. для них характерны общие закономерности (нелинейный уровневый подход предполагает качественное подобие законов на всех уровнях).

В свете сказанного мы можем несколько глубже взглянуть на процесс самоорганизации системы, изображённый на рисунке 3, и спроецировать рисунок 3 (простой уровневый график) на рисунок 4 (многоуровневый график). Отсюда ясно, что системы нижних уровней потенциально стремятся в ходе масштабной эволюционной самоорганизации перейти на уровни более высоких порядков, во всяком случае, им присуще подобное, пусть и неосознанное, стремление – оно заложено в принципы организации систем. Сила, которая «гонит» системы вверх, – в постоянной потребности в энергосбережении, поисках наиболее выгодных состояний.

Назовём указанное явление, пронизывающее всю иерархию систем, продольной, или, если угодно, глобальной самоорганизацией.

Чем выше уровень, тем сложнее система. И, вместе с тем, наблюдаем тенденцию: чем лучше система организована, тем более сложные механизмы она будет использовать для того, чтобы сопротивляться внешнему воздействию, – в случае, если это воздействие мешает достижению оптимального режима [12]. В результате более высокоорганизованные, упорядоченные системы с развитой структурой находятся в энергетически более выгодном положении, по сравнению с системами относительно простыми, незамысловатыми, которые, следовательно, меньше живут (существуют) и быстрее распадаются, не способные контролировать время и пространство*. Простые системы полностью зависят от внешнего воздействия, они, можно сказать, «безвольны». Сложные системы, напротив, вносят в мир элементы контроля и, следовательно, управления и координации. Тем самым они начинают прямо или косвенно влиять на ситуацию, у них вырабатываются, в той или иной степени, свойства нейтрализации внешнего воздействия. Используя внутренние ресурсы для ответа на вызов среды, сложные системы следуют принципу «поддаться, чтобы устоять»; они, несомненно, проявляют большую энергичность. Минимизируя свои действия, они достигают лучшего результата**.

(*«Усложнение организации оказывается очень выгодным, потому что ведет к повышению энергетики и интенсивности обмена веществ, а ведь в биологической эволюции, как и в химической, побеждает тот «круговорот», который крутится быстрее. Это позволяет более сложным организмам занимать господствующее положение в сообществах, оттесняя примитивных предков в менее привлекательные ниши. Именно поэтому облик биосферы определяется в основном высокоорганизованными животными и растениями (и это несмотря на то, что и по численности, и по массе, бактерии их явно превосходят)» – цит. по [13])
    (**«…Для взаимопревращений единичных объектов второе начало термодинамики принимает форму принципа минимума внутренней энергии. Каждый единичный объект самопроизвольно стремится уменьшить свою внутреннюю энергию. В силу этого он усложняет структуру, одновременно выделяя избыток свободной энергии наружу. Об этом говорят исследования А.П.Руденко, П.Г. Кузнецова и Е.А. Седова» – цит. по [14, с. 25-27])

Как же происходит переход с уровня на уровень, если сапрессор стремится постоянно препятствовать этому? Иными словами, как системам в ходе эволюции удаётся таки продвинуться от простого к сложному?

Ответ подсказывает тот же уровневый (многоуровневый) график. На нижних этажах мироздания перейти с одного уровня на другой удаётся лишь случайно, в результате непредсказуемого сочетания огромного числа факторов. Именно поэтому исследователям, занимающимся рассмотрением достаточно простых, подчас элементарных систем (либо неодушевлённых, как в физике), это событие кажется математически маловероятным. Но если мы взглянем на верхние этажи, к коим, несомненно, относятся и живые системы, в т.ч. разумные, – вероятно, они венчают собой пирамиду, – то увидим нечто другое: переход с уровня на уровень может совершаться преднамеренно, т.е., скажем так, система задействует вновь приобретённые качества для управления переходом. Конечно, управлять можно по-разному – эффективно или малоэффективно, но и это зависит от качества, т.е. в конечном счёте от того, на какой этаж (уровень) система уже забралась в ходе своей эволюции.

Что касается, промежуточных – условно промежуточных – этажей всеобщей многоуровневой шкалы, то, по всей видимости, системы, их занимающие, частично подчиняются стихийному течению событий и частично пытаются их контролировать, выработав в ходе эволюции механизм координации и контроля (по крайней мере его элементы). Т.е. у них есть несколько больше возможностей перейти с достигнутого уровня на уровень более высокого порядка, по сравнению с системами, оставшимися далеко внизу, хотя и меньше, чем у систем, опередивших их в вопросах сложности организации.

В принципе это можно выразить математическим языком. Для этого введём следующие понятия: абсолютная вероятность (W_A) и относительная вероятность (W_R) перехода с уровня на уровень. Абсолютная вероятность исчисляется по отношению, например, к самому нижнему – начальному, базовому уровню, взятому за точку отсчёта (т.н. базисный принцип). Чем выше уровни, тем соответственно меньше абсолютная вероятность их достижения, превращающаяся в конце концов в ускользающе малую величину. Именно это обстоятельство нередко вводит в заблуждение учёных, занимающихся вопросами эволюции с чисто статистических позиций.

Но относительную вероятность мы будем вычислять не по отношению к самому нижнему уровню, а по отношению к уже достигнутому в ходе эволюции (т.н. цепной принцип); например, за базовый в данном случае будет приниматься не первый этаж на многоуровневом графике – см. рис., а, скажем, четвёртый. Какова вероятность перехода с четвёртого уровня на пятый? Она будет выше, чем вероятность перехода с первого на второй, потому что в процесс перехода уже вносятся элементы управления, которые будут тем больше, чем более высокого уровня уже достигла система. Соответственно с каждым новым переходом вероятность последнего будет возрастать. Т.о., запишем условия эволюции:

W_A → 0,
     W_R → 100%.

Мы записали условия эволюции. Иначе это можно также назвать законом необратимости эволюции, который сформулируем так: эволюция в принципе не идёт вспять, её развитие тем устойчивей и тем интенсивней, чем более высокий уровень организации характерен для системы.

Жизнь.

Существует много определений жизни, и большинство их рано или поздно подвергаются пересмотру. Показательна ситуация с традиционными дарвиновскими законами жизни (сформулированы в работе «Происхождение видов»): «Эти законы, в самом широком смысле – Рост и Воспроизведение, Наследственность, почти необходимо вытекающая из воспроизведения, Изменчивость, зависящая от прямого или косвенного действия жизненных условий…, Прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к Борьбе за жизнь и ее последствию – Естественному Отбору…» [15, с.192]. Сегодняшняя наука вынуждает изъять из этого перечня, по крайней мере, две характеристики как присущие только живому… Процитируем Н.Денисову, специалиста по физике конденсированной среды, автора ряда открытий в области теории кристаллов: «Физика конденсированного состояния построена на твердом убеждении, что неорганическая среда не развивается. Все ее теории используют лишь один подход – полностью исключается историзм изучаемого объекта. В действительности неорганическая среда развивается от молекулы до кристалла… Современная физика не ставит вопрос о возникновении и развитии физических объектов, свойства и закономерности физических систем считаются не меняющимися со временем… Мы имеем пренебрежение качественными изменениями в процессе развития неорганической среды» [16, с.3]. «Если исходить из существующих представлений, то ни развития, ни самоорганизации вещества в неорганической среде нет и быть не может…» [10, с.4]. Т.е. неживая материя, вопреки устоявшимся взглядам, по мнению специалиста по кристаллам, тоже растет, эволюционирует. И ещё: «Процесс роста кристалла – достаточно простая форма динамики взаимодействия кристаллической системы и среды. Минеральный кристалл… ассимилирует лишь свои элементы и отбраковывает все другие. Посредством механизма селекции он сохраняет исходную структурную организацию, целостность и качественную определенность.

Но тот же самый минерал, оказываясь в силу изменения внешнего термодинамического режима в неравновесном состоянии, изменяет свое отношение к элементно-химическому содержанию среды. При такой ситуации кристаллическая система меняет критерии контроля своего строительного материала. Теперь минерал игнорирует свои атомы и включает в решетку определенный сорт частиц, отсеивавшихся ранее. Путем применения новой программы выбора элементов система минерала изменяет свою термодинамическую константу, достигая требуемого уровня энергетической устойчивости. Внутренне реорганизуясь, система как бы малыми усилиями нейтрализует мощное энергетическое воздействие. Она сопротивляется дезорганизующим воздействиям внешней среды и даже устраняет их посредством изменения своего состояния и состояния составляющих ее элементов.

Процессы метафоризма природных кристаллов выявляют гораздо более высокую, по сравнению с процессом роста, форму самоорганизации…» [10, с.49]. Но что это, как не изменчивость?

Данный взгляд по существу стирает грань между живой и неживой природой, одушевляя в известном смысле неорганическую среду. Переход от органического кристалла к живой клетке более закономерен, чем представлялось до сих пор, особенно если учесть, что РНК и ДНК являются органическими кристаллами. Отрицая эволюцию кристаллов – а, как известно, 80 процентов твёрдых веществ состоит из кристаллов, включая вещества в теле человека, – физика тем самым не может переступить некую установленную ею же самой для себя черту. «Физика сегодня блестяще описывает процессы в неорганической среде, – пишет Денисова, – но совершенно беспомощна перед загадкой живой клетки». Беспомощна ли физика или тот взгляд, который сложился у ученых на физику за последние сто лет, так сказать, существующая парадигма?..

Уровневый (а по Денисовой, динамический) подход заметно расширяет понятие жизнь – как с нематериальной, информационной, так и с собственно научной (физической, биологической) точек зрения. В частности открытие вирусов и, тем более, вироидов (у последних молекула ДНК состоит из 360 пар нуклеотидов, в то время как у вирусов – от 3 до 300 тысяч пар) заставило усомниться в том, что живое от неживого можно чётко отделить. Ведь у вироидов нет даже белковой оболочки, они представляют собой органические кристаллы, способные вести себя, подобно живым существам внутри живых клеток; между тем, в определении М.В.Волькенштейна, тоже классическом (см. учебник биологии), наличие белков считается для живого обязательным условием. Можно предположить, что живое произошло от органических кристаллов путем естественного упорядочения неживых систем, причем процесс этот растянулся на миллиарды лет; сами же органические кристаллы, в свою очередь, являются результатом эволюции (постепенного упорядочения) кристаллов неорганических при их взаимодействии с углеродом. Мы видим постепенное продвижение вверх по уровням с соответствующей выработкой всё новых и новых, более совершенных свойств. Уместно вспомнить слова В.И.Вернадского, что природа, раз достигнув определенного уровня, не развивается вспять, а идет только вверх [17, с.294].

Чем выше уровень материи, тем в большей степени она способна контролировать сама себя, вернее, тем выше в ней уровень самоорганизации и саморегуляции. Поскольку до сих пор физики, игнорируя качественную сторону развития процесса, рассматривали лишь одно, «застывшее» качественное состояние объекта, физического тела, то они не могли допустить постепенного (эволюционного) качественного перехода материи от одного уровня самоорганизации к другому. «В общем случае исследователи рассматривают механизм регуляции как ту часть системы, которая определяет ее самоорганизующийся характер, несет ответственность за управление и самоорганизацию… Решение вопроса о физической сущности этого механизма разделяет исследователей на два лагеря. Согласно мнению одной группы философов, механизм регуляции воплощается материально как определенный регулирующий орган системы. Другие считают, что механизм можно рассматривать как некоторый закон, которому следует система» [10, с.46-47]. Но взгляд на постепенную уровневую эволюцию от неживой – полностью неживой, лишенной всяческого внутреннего управления – среды к среде, обладающую способностью к такому управлению, допускает сосуществование обеих точек зрения, которые рассматривает Денисова. Они по сути не должны противоречить, противостоять друг другу, а должны друг друга дополнять.

«Пройдёмся» вверх по уровням. Внизу мы не увидим никаких элементов управления саморегуляцией и самоорганизацией в системе (неорганической среде), всё осуществляется автоматически, по принципу: акция – реакция; можно сказать, это совершается стихийно. Затем на некотором этапе система в ходе закономерной эволюции приобретает свойства первичной целенаправленной регуляции самой себя – у неё появляется соответствующий механизм, предстающий перед нами как закон, которому следует система. Наконец, этот механизм в ходе дальнейшей эволюции реализуется в виде конкретного материального органа, который берёт на себя все функции управления системой. Высшая стадия такого развития предполагает образование центральной нервной системы.

Если такая схема может в действительности существовать, то следует признать, что живому присуща управляемая, или целенаправленная, скоординированная, в каком-то смысле даже «волевая» организация и регуляция самого себя, всех своих составных частей (если рассматривать живое как сложную совокупную систему). Здесь имеется в виду гибкое внутреннее саморазвитие живой системы как «осознанный» ответ на воздействие внешней среды. Что касается неживых систем, то самоорганизация и саморегуляция происходит у них абсолютно неуправляемо, иначе стихийно – как простое следствие прямого механического воздействия внешней среды, простая – даже простейшая физическая реакция.

Отсюда выводим следующее определение жизни, во всяком случае, один из аспектов: жизнь есть самоуправляемая организация и регуляция системы (или иначе: управляемая самоорганизация и саморегуляция системы). Конечно, управлять можно по-разному, есть бесчисленное множество уровней (и вариантов, модификаций схем управления внутри уровня), от самых примитивных до чрезвычайно сложных, от едва справляющихся со своей задачей до полностью регулирующих весь внешний и внутренний мир системы, – но ведь и жизнь имеет много уровней. Каждый новый уровень – это, можно сказать, новая, более совершенная степень управления системой.

Человеческая система – саморегулирующаяся, самоорганизующаяся система, и процессы саморегуляции и самоорганизации находятся под её контролем – как с физической, материальной, так, между прочим, и с духовной, нематериальной стороны. Впрочем, и человек бывает разным по своему уровню; есть общества, ушедшие вперед, с точки зрения социального развития, разумности организации, а есть лишь догоняющие их; но каждому обществу, каждой совокупности людей присуще, если верить Вернадскому, необратимое стремление к совершенству, постепенное продвижение от низшего к высшему в определённом направлении («раз достигнутый уровень… в достигнутой эволюции не идёт уже вспять, только вперёд»).

Подробнее этот вопрос освещен в [9].

Взгляды других ученых.

Автор не одинок в своем предположении о самозарождении жизни из косной среды путем постепенного усложнения исходного вещества – сначала неорганических, а затем органических соединений. Причем переход от простого к сложному – и всё более и более сложному осуществлялся благодаря явлению самоорганизации, и в основе его лежит бесконечное стремление к наиболее выгодному энергетическому режиму.

Одним из наиболее последовательных сторонников такого подхода является видный советский биофизик, канд. биол. наук, доктор ест. наук С.И.Глейзер (в настоящее время проживает в Германии). В своих работах [14, 18, 19] он отстаивает мысль о необходимости видеть объекты исследования в развитии, учитывать историзм явления. В частности, он пишет, ссылаясь на коллег: «Весьма интересна мысль о необходимости четкого применения естественно-исторического подхода, высказанная профессором А.П. Руденко. Этот подход «...не исходит из данных о молекулярных основах и сущности процессов метаболизма известной нам жизни... а выявляет необходимость последовательного формирования тех или иных свойств и функций эволюционирующих объектов, все более и более приближающихся к свойствам и функциям живых организмов...» [14, с. 25-27; курсив автора доклада].

«…Вот мнение другого исследователя, кандидата биологических наук Л.Б. Меклера. Он утверждает, что «...склонность биологических молекул к самоорганизации есть проявление тех же законов физики и химии, которые детерминируют самоорганизацию элементарных частиц в атомы, атомов в молекулы» [там же].

С.И.Глейзер предлагает свою модель становления жизни, видя много общего в эволюционном развитии живых и неживых единичных систем (названных им симхионами – т.е. системами единичными, материальными, историческими). С.И.Глейзер пишет: «Жизненный путь индивидуума, называемый в биологии «онтогенезом», на более низких уровнях оказывается обычной последовательной реакцией синтеза. Каждый единичный объект проходит по ее цепи от начала до конца, от самого простого до самого сложного состояния. А в конце этой цепи его осколки, или потомки, возвращаются к ее начальным стадиям. И снова движутся, проходя уже свой собственный путь...

Из этих сопоставлений становится понятной и та сложность, с которой сталкиваются все попытки моделирования живого. Ведь получается, что каждый живой организм – это сверхцелостный единичный объект, похожий по этим свойствам на объекты микромира, но только имеющий макроскопические размеры. Их он достиг благодаря длительному историческому развитию, что воспроизвести в лабораторном опыте пока нереально» [там же].

С.И.Глейзер по существу представляет последовательную цепочку – по уровням: атом (от легкого к более тяжелому, т.е. с более тяжелым ядром) – молекула (от простой до сложной, молекулы-мономера) – полимер – биополимер – протоклетка. Продвижение от уровня к уровню, по мнению этого исследователя, энергетически выгодно для систем.

В свою очередь, интересную попытку обобщить представления об уровневости биоса, т.е. живого, предпринял другой советский ученый – биолог, доктор филос. наук В.И.Кремянский в работе «Структурные уровни живой материи». Его схема [20, с.636] включает следующие уровни:

— самоорганизующиеся комплексы апериодических полимеров;
    — одноклеточные организмы;
    — многоклеточные организмы;
    — надорганизменные группы.

Примененный В.И.Кремянским системно-структурный, уровневый подход к изучению живой материи позволил выделить следующие принципы ее организации [20]:

1. Каждый последующий уровень включает все предыдущие, а биологические процессы, происходящие на любом уровне, служат условием функциональной активности на более высоком уровне.
2. Каждый последующий уровень приобретает новое качество. Свойства более высокого уровня не могут быть определены как сумма свойств более низких уровней.
3. Выполняется принцип распространения категорий, понятий и законов низших уровней на высшие уровни.
4. Относительная автономность низшего уровня по отношению к высшему выражается в возможности проведения реакций матричного синтеза in vitro, методах генной инженерии и клонирования.
5. Усложнения живых систем от низших уровней к высшим сопровождается возрастанием роли социальных факторов.

Из работы [20] по сути следует вывод о качественном подобии законов, действующих на различных уровнях живого – и того, что мы могли бы назвать протожизнью.

Автор данного доклада разделяет позиции указанных ученых. И считает, что невозможно вывести определение жизни без учета открытий, сделанных нашими соотечественниками.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. – 1973 г. На сайте: http://www.raai.org/library/books/anohin/anohin.htm.
    2. Фундаментальные проблемы естествознания и техники. Труды Конгресса-2004, часть I. – СПб: изд. РАЕН и Международного клуба ученых, 2004.
    3. Гурьянов В.Н. Методологические принципы системного анализа // Философские исследования (журнал). Также на сайте Нижегородского Государственого университета: www.unn.ru/pages/vestniki_journals/ 99990201_West_soc_2007_2(7)/23.pdf. 
    4. Вейник А.И. Термодинамика реальных процессов. – Минск: Навука i тэхнiка, 1991. Также на сайте: http://www.veinik.ru.
    5. Бондаренко О.Я. Уровневая физика. Что это? Сб. статей. – Бишкек: Салам, 2005.
    6. Бондаренко О.Я. Реклама: чего мы о ней не знаем. Сб. статей. – Бишкек: Салам, 2005.
    7. Бондаренко О.Я. Треугольник продвижения. – М.: Авваллон, 2007.
    8. Бондаренко О.Я. Нелинейный уровневый подход в биологии и физике. Сб. докладов. – Бишкек, 2006. Рукопись.
    9. Бондаренко О.Я. Основы этнической прогностики. Сб. статей. – Бишкек, 2005. Рукопись.
    10. Денисова Н.А. В чем заблуждаются физики? – Бишкек: Илим, 2000.
    11. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. – Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991.
    12. Тарасов Д. О направляющей силе эволюции. – Мембрана (он-лайновый журнал): http://www.membrana.ru/articles/readers/2002/12/15/154000.html.
    13. Марков А.В. Направленность эволюции. – На сайте «Проблемы эволюции»: http://macroevolution.narod.ru/determinizm.htm.
    14. Глейзер С.И. Как трудно быть симхионом. – М.: Знание – сила (журнал) №11/1983. Также на сайте: http://www.veinik.ru/science/biolog/article/ 118.html.
    15. Философский энциклопедический словарь. – М., 1989.
    16. Денисова Н.А. Фундаментальные ошибки фундаментальной науки. – Бишкек: Илим, 1998.
    17. Гумилевский Л.И. Вернадский (из серии ЖЗЛ). – М.: Молодая гвардия, 1961.
    18. Глейзер С.И. Философское значение симхионной концепции. – Рукопись, 21 июля 2005 года. На сайте: http://veinik.ru/science/601/5/233.html.
    19. Глейзер С.И. Реальность симхиона. Симхионная реальность. – Рукопись, 10 ноября 2006 года. На сайте: http://veinik.ru/science/603/7/ 507.html.
    20. Кремянский В.И. Структурные уровни живой материи. Теоретические и методологические проблемы. – М.: Наука, 1969.

(ВНИМАНИЕ! Выше приведено начало книги)

Скачать полный текст книги

© Бондаренко О.Я., 2009. Все права защищены 
    Работа публикуется с разрешения автора