Чайковский Ю. В. Элементы эволюционной диатропики.
…Вряд ли найдётся явление, которое было бы так же хорошо известно и так же плохо понимаемо, как разнообразие.
По-видимому, человек не может принять решение, не упрощая ситуацию, вот он и стремится обойти разнообразие. Однако обойдённые проблемы не исчезают, а лишь накапливаются, и настаёт момент, когда не замечать их больше нельзя.
Отношения различия и сходства <в системе> назовём диатропическими.
Простейшим способом отразить (а вернее, обойти) разнообразие всегда было усреднение. Мы привыкли усреднять всё, будто нас окружают не реальные объекты, а средние величины.
В предлагаемой книге развивается совсем другой взгляд, а именно – что разнообразие имеет свои собственные законы, достаточно общие и существенные, но не формальные и не строго однозначные. Разнообразие – не хаос, но и не космос: несмотря на общую упорядоченность, фундаментальную роль в нём обычно играет случайность. Она – как бы цемент, скрепляющий здание.
Вся наша жизнь требует разнообразия. Если бы оно вдруг исчезло, жизнь потеряла бы всякие ориентиры, а, может быть, стала бы вообще невозможной.
Феномен разнообразия всеобщ, и между любыми двумя системами существует как некоторое сходство (изоморфизм), так и некоторое различие (полиморфизм). Есть общее свойство любого многообразия – параллелизм, т. е. тенденция к сходству, обнаруживаемая между рядами объектов.
Диатропика оперирует рядом как понятием факта. И так же как факт не имеет смысла вне объясняющей схемы, так и ряд бессмыслен для диатропики без сопоставления с другим рядом, зато ряды для сопоставления могут быть взяты из самых далёких областей знания. Диатропика оперирует не отдельными фактами, а их рядами, сопоставляя их. Сопоставление рядов – элементарная операция диатропики.
Образно говоря, диатропика занимается теми различиями между сходным и теми сходствами между различным, на которые до сих пор обращали мало внимания.
... Без «грамматики биологии» было бы почти невозможно сказать, что общего между всевозможными параллелизмами, в её же свете видно, что все они подчиняются простой схеме: У разных таксонов общие мероны.
(Справка:
Таксон – группа дискретных объектов, связанных той или иной степенью общности свойств и признаков. В настоящее время в систематике обязательны следующие таксоны: 1. вид; 2. род; 3. семейство; 4. отряд; 5 класс; 6 тип; 7. царство.
Мерон – класс частей. Например: мерон «конечность» – не конкретная рука, или лапка, или плавник, а множество всевозможных конечностей. Отдельный организм не может обладать меронами, ими обладает только группа объектов).
В 1862 г. Герман Гельмгольц говорил о необходимости организации знания по грамматическому образцу. «Системы представляют, так сказать, основной фонд научного достояния человечества» Он говорил, что хорошая система не просто каталог, а инструмент к предсказанию.
По какому бы способу ни составлялись словари (алфавитные, окончаний, частотные, синонимические и пр.), всегда обнаружится параллелизм слов – потому что другие, не использованные для классификации признаки, будут заявлять о себе на каждой странице. Так же и в биологии: по каким бы правилам ни создавать систему, другие, неучтённые закономерности, выступят как параллелизмы.
То что разные члены ряда изменчивости <взять, например, ряд глаголов> объединяются одной тенденцией, одним правилом преобразования, даёт возможность предсказывать и искать недостающие члены. Эту повторяющуюся последовательность состояния мерона, подчинённую одному правилу преобразования, назовём рефреном.
... Не будучи в силах схватить мыслью разнообразие, неискушенный наблюдатель ищет в нём чего-то простого, устойчивого и в то же время достаточно существенного, словом, чего-то нормального.
Самое простое – извлечь из разнообразия один, чем-то приглянувшийся элемент, и называть его нормой.
Понимание нормы как норматива (или соглашения) очень старо и проще всех усваивается, оно легко смыкается с житейским «сделай как положено».
Часто физиологической норме пытаются дать определение в терминах кибернетики.
Сам по себе баланс (стабилизация) достижим без следящих систем: цыплят, например, выводили в инкубаторах задолго до появления термометров. Однако надёжнее, когда подогрев регулируется, и проще всего это достигается, если нагреватель выключается и включается автоматическим термометром. Существенно, что таки путём можно стабилизировать температуру инкубатора, но – не ток через нагреватель, именно скачки его стабилизируют температуру.
В частности в экологии колебания численности организмов усиливаются в том случае, если численность популяции хозяина регулируется только одним паразитом.
Нет надобности предполагать наличие особой системы стабилизации для каждого параметра, который мы видим стабилизированным: если стабилизированы потоки через систему, то внутренние параметры стабилизированы сами собой.
... Согласно классической термодинамике (её теперь чаще называют термостатикой), устойчиво только состояние хаоса.
А какой же тогда фактор усложняет биосферу как целое? Ведь она одна единственная и извне не управляется. Извне она получает только потоки вещества и энергии, в общем одни и те же во все эпохи, а вовсе не информацию о нынешних путях усложнения. В своё время Джеймс Максвелл предложил мысленный эксперимент: пусть крохотный «демон» производит «отбор» быстрых молекул, открывая перед ними дверцу сосуда, и закрывая её перед остальными – тогда газ в сосуде будет нагреваться без затраты энергии извне. Позже было доказано, что «демон Максвелла» – самообман: на распознавание быстрых молекул надо затратить не меньше энергии, чем на подогревание газа. В 1964 г. Айзек Азимов остроумно назвал естественный отбор «демоном Дарвина» – за (столь же подозрительную) способность повышать сложность организации без притока внешней информации.
До сих пор процесс выступал как отклонение от равновесия, но следует признать, что настоящая эволюция – это движение как таковое (не выразимое в терминах равновесия), а вовсе не отклонение от равновесия.
Системолог Эрих Янч (1975 г.) писал: «Западная наука привыкла исходить из неподвижных схем как чего-то исконного, строить всякое движение как мысленную последовательность состояний, тогда как естественнее считать движение первичным, а всякое состояние – как мысленно остановленное движение. Традиционная динамика, строившая движение как последовательность кинокадров, бессильна понять, почему движение может быть направлено к некоторой цели, и поэтому вынуждена ссылаться на внешние влияния либо в форме отбора, либо – управления, либо – замысла.
Наоборот, системная динамика, считая понятие движения первичным, легче приводит к пониманию работы и цели систем, как велосипед легче удержать, когда он едет. Направленность движения удивительна только для стороннего наблюдателя, но вполне естественна для наблюдателя, движущегося вместе с системой».
Сто лет считалось азбучной истиной, что миром правит закон возрастания энтропии (меры беспорядка), тогда как он верен лишь при довольно жёстких условиях, а именно вблизи термостатического равновесия и (что уж совсем нереально) при отсутствии силовых полей (К. Э. Циолковский назвал гравитацию главным антиэнтропийным фактором). Если система далека от равновесия (например находится в потоке) и притом описывается существенно нелинейными уравнениями, то в ней могут сами собой образовываться упорядоченные структуры.. Их называют диссипативными структурами (ДС), поскольку они существуют за счёт рассеяния (диссипации) внешней энергии в окружающей данную систему среде.
Простейшая ДС возникает в ванне с водой, когда вынута пробка. Хотя самопроизвольное движение воды по кругу невероятно, но при достаточно мощном стоке вода закручивается, причём водоворот имеет свои онтогенез (воронка формируется постепенно) и память (закрутившись влево, не изменит направление). ДС немыслима без движения, она существует как побочный результат потока. Она вбирает в себя элементы до этого друг другу чуждые, тем самым в ней реализуется сродство частей к целому. Заслугой школы Пригожина была демонстрация общности феномена ДС (механические, тепловые, химические процессы, а также их аналогия с биологическими).
Суммарная энтропия всякой системы растёт (второй принцип термостатики сохраняет силу и в термодинамике). Человек, например, для поддержания своих 70 кг тела разрушает за жизнь 20 тонн органики, а саму органику образуют на Земле растения, рассеивающие для этого в тепло солнечную энергию столь же расточительно (при фотосинтезе в химическую энергию переходит менее 3% солнечной энергии). Тем самым усложнение (градация) структур – не отбор «исключительных ситуаций», а побочный эффект термодинамического (но не термостатического) процесса деградации солнечной энергии и (в меньшей мере) веществ Земли.
Коль скоро Земля пребывает в потоке солнечной энергии, а уравнения взаимодействия существенно нелинейны, то обязательно будет то тут, то там происходить самосборка сперва молекул, затем их комплексов, затем более сложных структур, вплоть до живых – вот идеология новой термодинамики в вопросе начала жизни.
Тем самым жизнь возникла вовсе не из «молекулярного хаоса», поскольку такового в чистом виде никогда не было – среди хаоса всегда были ДС. Коль скоро законы самосборки достаточно общи, то нечего удивляться параллелизму, так как сходные процессы должны порождать и сходные структуры – вот первый вклад термодинамики в проблематику разнообразия. Однако важно понять не только то, почему организмы сходны, но почему они различны более чем условия их существования. Есть соображения, по которым рост разнообразия видов вполне естествен – как следствие общего роста энтропии в системах из многих ДС; видообразование в подобных построениях рассматривается как нечто вроде фазового перехода (замерзания воды и т. п.), а такие переходы возможны только скачком.
Сразу отметим, что всё это – вольные аналогии, а не доказательства: новая термодинамика разработана для узкого круга физико-химических систем, где самоорганизация выражается в очень простых явлениях – устойчивых колебаниях, ячеистой структуре и т. п.
Тем самым, даже простые аналогии очень полезны, полезны, поскольку впервые показали, каким путём возможна самоорганизация без «демонов». При этом возможны интересные обобщения.
... Неизбежно не только самовозникновение структур, но и их градация (обычно её неудачно называют иерархией): по мере накопления в сложной системе многих ДС одного уровня сложности, они сами становятся элементами новой, более сложной системы, образуются более крупные ДС.
http://www.bolesmir.ru/phpBB2/viewtopic ... sc&start=0
