Автор книги: Лев Кривицкий
Жанр: Прочая образовательная литература, Наука и Образование
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 111 (всего у книги 204 страниц)
Особый интерес представляют так называемые странные аттракторы, характеризующие различные вихревые процессы. Режимы со странными аттракторами характеризуются сложными непериодическими колебаниями, которые способны очень сильно изменяться под действием даже самых незначительных дополнительных усилий. Точка равновесия странных аттракторов не стоит на месте, а постоянно перемещается в клубке траекторий, причём никакое сколь угодно точное измерение параметров движения систем не может стать основанием для прогноза поведения системы на сколько-нибудь значительный промежуток времени, поскольку с течением времени накапливаются мелкие изменения, которые приводят к значительным сдвигам в параметрах и поведении. Исследование странных аттракторов методами современной математики позволило выявить их важнейшее свойство – фрактальность (от англ. слова, обозначающего дробность). Это свойство заключается в проявлении всё новых деталей и умножении траекторий при проникновении вглубь странного аттрактора.
Математическая теория фракталов, фрактальная геометрия была основана Б. Мандельбротом в 1977 г. в книге «Форма, случайность и размерность». Им же было введено понятие фрактала, объекта, содержащего в своей форме случайные разветвления и потому описываемого средствами современной геометрии при помощи дробных размерностей фазового пространства. Для внешнего наблюдателя фракталы напоминают обтрёпанные куски ткани, ветвящиеся формы, в больших масштабах образующие сложные криволинейные поверхности. Странные аттракторы и их порождения фракталы представляют собой крайне негеоцентричные, хотя и макроскопические объекты, потребовавшие для своего описания создания своеобразной негеоцентрической геометрии как искусственного способа восприятия хаотических процессов в сложных стихийно самоупорядочивающихся системах. Изучение фрактального поведения стало возможным лишь с появлением мощных компьютеров.
По мере изучения фракталов стала проясняться несводимость природных форм к идеализированным абстрактным формам окружности, прямой, треугольника, куба, многогранника, которые составляли основу геоцентрической геометрии со времён древнеегипетских математиков и Евклида. На протяжении многих тысяч лет в науке эти формы считались воплощением природы Космоса. Пифагор рассматривал окружность как воплощение космической гармонии, а Коперник, создавая свою физически истинную систему движения небесных тел, сделал её весьма неточной, поскольку он полагал, что они обращаются по идеальным окружностям. Исправляя и уточняя систему Коперника, Кеплер доказал, что это движение далеко от идеала древних космистов, что оно происходит по эллипсным траекториям, а это означало, что равновесие в небесной механике достигается отклонениями от геометрически правильного вращения, выпячиванием окружностей. Но только с появлением фрактальной геометрии стало возможным изучение неантропоцентричных форм сложно самоорганизующейся природы. К типично фрактальным формам относятся и коллоидные растворы, и отложения металла при электролизе, и клеточные популяции, и формы облаков.
В книгах Бенуа Мандельброта была сделана попытка вывести фрактальную геометрию на междисциплинарный уровень. В них содержатся геометрические описания форм деревьев, листьев и лепестков цветов, русел рек, океанских волн, изменения уровней водной поверхности, артерий человека, ресничек, покрывающих стенки кишечника, а также турбулентных процессов, колебаний курса акций, изменений цен, распределений заработной платы, частот слов в печатных текстах и т. д. Всё это процессы образования случайных конфигураций, возникающих под действием малых флуктуаций, случайных изменений. Фрактальная геометрия носит главным образом статистический характер и является как бы приложением статистической физики к макроскопическим пространственным кривым и поверхностям. Б. Мандельброт избегает определений исследуемых им весьма разнородных процессов. Даже определение фракталов, данное им в одной из книг, он характеризует как пробное и отнюдь не окончательное.
В книге норвежского исследователя Енса Федера «Фракталы» (М.: Мир, 1991 – 254 с.) фракталы определяются как структуры, состоящие из частей, подобных целому (Там же, с. 19). В качестве примера он приводит очертания береговой линии Норвегии, изрезанной фьордами. Оказывается, что эти причудливые выступы и впадины, кажущиеся наблюдателю абсолютно хаотичными, представляют собой фрактальные структуры с определённой размерностью, т. е. повторяются в различных масштабах. Фракталы, таким образом, «обладают свойством самоподобия, или масштабной инвариантности», «малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному объекту или даже структуре в целом» (Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизация сложных систем – М.: Наука, 1999 – 236 с., с. 43).
Так, в лёгких человека каждый бронх состоит из более мелких бронхов, почти идентичных по конфигурации, а каждый из них состоит из ещё более мелких. Такое разветвление выступает в качестве своеобразной бифуркации. Думается, что наиболее точным определением фракталов является отнесение их к пространственным формам стихийной самоорганизации сложных систем. Следовательно, фрактальная геометрия – это раздел геометрии, изучающий пространственные очертания и формы стихийной самоорганизации сложных систем. Весьма интересны в этом смысле фрактальные пейзажи, построенные при помощи компьютерной графики по программами, предусматривающим нерегулярность образования ландшафтов и топографии земной поверхности. И чем дальше наука будет проникать в глубины стихийной самоорганизации Космоса, тем больше ей будет открываться объектов фрактальной геометрии, форм самоупорядочения хаотического движения. Но динамический хаос не является основой космической эволюции, и космический эволюционизм нельзя сводить к самоупорядочению хаоса. Ибо прогрессивная эволюция связана главным образом с переупорядочением порядка и уравновешиванием неравновесия, а стихийная самоорганизации нередко выступает ограничителем или даже препятствием в процессах мобилизационных трансформаций.
Теория катастроф, используемая в синергетике, определяет не только условия перехода от хаоса к порядку посредством стихийной самоорганизации, но и условия перехода от порядка к хаосу посредством стихийной самодезорганизации. В 1978 г. математик М. Фейгенбаум предложил формулировку универсальных законов перехода к динамическому хаосу посредством каскада бифуркаций, напоминающего цепную реакцию при радиоактивном ядерном распаде. Каждая бифуркация распадается надвое, две следующие также надвое и т. д. Напомним ещё раз, что слово бифуркация означает раздвоение. Как только сферы действия бифуркаций перекрывают друг друга, возникает динамический хаос, все компьютерные расчёты оказываются непригодными, поскольку решения, основанные на измеренных параметрах, в следующий момент времени уже не верны из-за полного и неконтролируемого изменения параметров под действием мельчайших флуктуаций. Законы Фейгенбаума оказались применимыми для самых различных систем – механических, гидродинамических, электрических, химических и т. д. Существуют и другие сценарии перехода от порядка к хаосу.
Та форма (или тип) самоорганизации, которой оперирует синергетика и которой она стремится придать универсальный характер, является наиболее хаотичной и низкоорганизованной из всех форм даже стихийной самоорганизации. Итогом этой формы самоорганизации являются вихревые процессы или структурные напластования, требующие для своего поддержания определённого притока энергии и функционирования под его действием зачаточных, весьма примитивных упорядочивающих структур. Источником этого способа самоорганизации является неравновесное, сильно беспорядочное состояние, а его итогом – чрезвычайно неустойчивый, хаотически структурированный порядок, или детерминированный хаос, который легко подвергается дезорганизации и непропорционально огромным изменениям под действием ничтожных случайных изменений. Понятно, что синергетические модели самоорганизации, приспособленные к отображению подобных форм, весьма специфичны и должны с большой осторожностью экстраполироваться на другие уровни эволюции.
20.3. Синергетика как общенаучная теория эволюционных процессов. Синергетический сценарий и биологическая эволюцияРассмотрение синергетики в качестве общей теории самоорганизации, естественно, ставит вопрос и о признании синергетики общенаучной теорией эволюционных процессов. Многие сторонники превращения синергетики в так называемую эволюционику характеризуют поэтому синергетику (включая в неё неравновесную термодинамику) в качестве общенаучной парадигмы, лежащей в основе универсального эволюционизма как современного научного мировоззрения. Насколько обоснованы эти претензии? Ведь если это так, то синергетику следует признать научно-мировоззренческой основой биологических и социально-гуманитарных наук. Это означало бы, что не социально-гуманитарные дисциплины и прежде всего философия способны обобщать мировоззренческие результаты научного знания, а синергетика как физическая наука, переросшая в своеобразную метафизику, «науку наук», включающую в себя также и философию под скромным и совсем не претенциозным названием «философские вопросы синергетики». Философии снова отводится роль если не служанки богословия, то служанки синергетики (подобно тому, как диалектика была превращена в служанку коммунистической идеологии). Но, может быть, пора философии перестать быть служанкой?
Следует признать, что синергетические модели стихийной самоорганизации имеют важное эвристическое, методологическое и мировоззренческое значение для изучения процессов самоорганизации и эволюционных механизмов за пределами физики, химии и лазерной техники. Но их прямое и прямолинейное применение к исследованию более высокоразвитых сложных систем приводит к целому ряду ошибок и заблуждений. Универсальность механизмов самоорганизации от систем неравновесной термодинамики и до социальных систем есть только видимость, кажимость. Между самоорганизацией хаоса и самоорганизацией различных форм порядка существуют весьма существенные различия.
Синергетика хорошо вписалась в некоторые аспекты исследований в современной биологии, поскольку синтетическая теория эволюции, играющая роль эталонной биологической теории, оперирует вероятностным характером возникновения мутаций, подчиняющегося законам статистической физики. В результате поставка генетического материала для эволюции полностью «освобождается» от влияния мобилизационных факторов, проявляемых живыми существами в их нескончаемой борьбе за существование и биологической работе по оптимизации жизнедеятельности, и выступает в качестве абсолютно хаотического процесса, в котором образуется значительное большинство вредных и незначительное меньшинство полезных свойств, признаков, изменений строения органов. При этом вредное отметается отбором, а полезное им подхватывается, что создаёт некий аналог стихийной самоорганизации в сильно неравновесных условиях. Но именно это обстоятельство ограничивает применимость синергетических методов использованием некоторых математических моделей, особенно в теории популяций и соотношении микро– и макроэволюции. Сторонники синтетической теории эволюции ревниво следят за тем, чтобы СТЭ рассматривалась в качестве «единственно верного» учения, а любые конкурентные стратегии объяснения биологической эволюции, представали перед научной общественностью как давно отвергнутый наукой ламаркизм, либо какая-то другая «несинтетически» обоснованная концепция. Поэтому, несмотря на «родственный» характер объяснений эволюции в СТЭ и синергетике, синергетические методы допускаются в ортодоксальную биологическую теорию лишь в качестве вспомогательных, хотя претендуют они на роль основных. На этом примере можно проследить, насколько наука, как и религия, пронизана политико-мобилизационными отношениями, даже в тех случаях, когда в теории мобилизационный фактор эволюции не принимается во внимание.
Разумеется, в современной биологии есть немало желающих «поиграть» в модные игры с бифуркациями и флуктуациями, но сколько-нибудь заметного вклада в биологическую теорию эволюции они не внесли. Исключение составляет только теория биогенеза М. Эйгена, который стремился вывести из физики законы самоорганизации живой материи и тем самым физически обосновать дарвиновскую теорию на микроуровне жизни. К преимуществам такого подхода Эйген относил возможность экспериментального обоснования и проверки теории эволюции, использование количественных методов и математических моделей, применение системных методов для изучения поведения физических систем, и прежде всего макромолекул в процессе их самоорганизации и образования структур, ставших физико-химической основой жизни.
И хотя теория Эйгена явилась одной из предшественниц синергетики, а не следствием применения синергетических методов в биологии, нельзя отрицать, что она доказала плодотворность использования моделей стихийной самоорганизации для объяснения первых шагов эволюции жизни, формирования её физико-химических структурных предпосылок и тех механизмов эволюции, которые функционируют в относительной независимости от мобилизационной основы жизни. Порядок осуществления жизни во многих отношениях определяется стихийной самоорганизацией, но эта самоорганизация не может осуществляться без максимальной мобилизации сил всех участников жизненного процесса на осуществление и оптимизацию их собственной жизни, а тем самым – и на эволюцию жизни вообще. Жизнь с точки зрения физика (так называлась книга Э. Шрёдингера, сыгравшая немалую роль в выработке синергетических представлений) и жизнь с точки зрения биологии – не одно и то же. И биологическая самоорганизация во многом отличается от самоорганизации в косной, неживой материи, хотя у них немало общего, и если бы не было второй, не возникло бы и первой.
Самоорганизация в неживой природе мобилизуется движением к равновесию, и именно поэтому осуществляется в сильно неравновесных состояниях. Самоорганизация в живой природе мобилизуется движением к удовлетворению жизненных потребностей, к достижению оптимального состояния каждой живой системы. В результате каждое живое существо становится агентом эволюции, стремясь улучшить свою жизнь, оно совершает для этого чрезвычайно интенсивную эволюционную работу и тем самым совершенствует себя для жизни.
В отличие от стихийных процессов неживой природы, многие из которых упорядочиваются непосредственно из хаоса, все без исключения живые организмы от самого рождения обладают сложным высокоупорядоченным строением и адаптированной к определённой среде системной организацией, причём процесс активной адаптации к среде продолжается в течение всей жизни и сопровождается в то же время сохранением гомеостаза, т. е. стабильности внутреннего состояния, особого неравновесия по отношению к среде, достигаемого путём перестройки в ответ на изменения среды посредством установления отрицательных обратных связей. Аналогия живых организмов с косными открытыми системами неживой природы носит, таким образом, весьма отдаленный характер и может вводить в заблуждение исследователей, видящих во всём синергетические механизмы в качестве доминирующей мобилизационной установки своего теоретического сознания. Бифуркациями, как и чудесами творения, можно объяснить всё, что угодно, ничего, по существу, не объясняя. Возникает, откуда ни возьмись, некая случайность, которая определяет выбор одного из нескольких равновероятных путей эволюции системы и этот путь становится необратимым. И незачем объяснять, какая нелёгкая принесла эту случайность.
Действительно, живые организмы представляют собой открытые системы, нуждающиеся для своего существования в поступлении извне вещества, энергии и информации. В научной литературе постоянно повторяется утверждение Э. Шрёдингера из его книги «Жизнь глазами физика» о том, что живые организмы получают из окружающей среды «отрицательную» энтропию и «сбрасывают» в неё положительную. Это очень спорное утверждение, высказанное ещё до появления синергетики. Живые организмы не получают порядок и энергию из среды в готовом виде, как неодушевлённые вещественные образования. Они извлекают энергию из питательных веществ, преобразуя содержащийся в них порядок и беспорядок в порядок, обусловленный устройством данного организма. Флуктуации и бифуркации также возникают в жизненном процессе живых организмов, особенно на микроуровне жизни, но они в огромном большинстве случаев проявляются в виде разнообразных болезней и кризисов мобилизационных структур, выступая в качестве неконтролируемых организмом хаотических процессов, подпитывающих изнутри его существование, ведущих к дезорганизации, старению и смерти.
Стихийная самоорганизация в неживой природе слепа, косна, безразлична к результату, как и вся неживая природа. Опираясь на такую «незрячую» самоорганизацию, синергетика воспроизводит лишь один из вариантов эволюции, наиболее примитивный, хаотичный вариант, который не может служить основой универсального эволюционизма. Чем выше мы поднимается по лестнице эволюции, тем выше роль мобилизации и мобилизационной организации в эволюционных процессах, включая и стихийную самоорганизацию. В описанных Пригожиным и Хакеном моделях самоорганизации мобилизационные структуры не доминируют в процессах самоорганизации, наоборот, они сами в виде диссипативных или когерентных структур порождаются и управляются процессами стихийной самоорганизации. Мобилизационная организация в этих моделях так же стихийна и хаотична, как и стихийная самоорганизация, агентами которой выступают эти структуры.
Отсюда и проистекает фундаментальная роль случайности и так называемая нелинейность, т. е. неспособность мобилизационных структур оказать решающее воздействие на ход событий. Эволюция всегда многовариантна, но она не нелинейна, поскольку выбор из множества вариантов совершается в пользу того варианта, который поддерживается наиболее конкурентоспособной мобилизационной структурой. Понятно, что мизерные события типа эффекта бабочки могут направлять ход эволюционных процессов только в условиях крайней неустойчивости мобилизационных структур. Неустойчивость в сильно неравновесных состояниях определяется именно устремлённостью к равновесию.
Кстати, модели неравновесной динамики и синергетики не охватывают и явлений стихийной самоорганизации в неживой природе. Иначе откуда бы взялись устойчивые атомы, сильные взаимодействия, молекулы, кристаллические решётки, макроскопические тела, звёзды, планеты, галактики и т. д. Тепловые и нелинейные оптические процессы, на которых главным образом базируются модели самоорганизации неравновесной динамики и синергетики, составляют важный, но не единственный механизм самоорганизации в неживой природе.
Тем более это касается живой природы, где каждая особь, обладающая внутренними стимулами к выживанию и оптимизации своего состояния, мобилизует себя на эволюционную работу для удовлетворения своих жизненных потребностей. Внутренняя самомобилизация задаётся здесь не привходящей извне энергией, а тем порядком, который задан живому существу от рождения. Недаром ещё Шеллинг определял жизнь как стремление к индивидуализации. Если в неживой природе, по выражению И. Пригожина, диссипативные структуры как бы «прозревают», в живой природе эволюция становится «зрячей», она продвигается мобилизационные усилиями каждого из неисчислимого множества живых существ, ежедневно совершенствующих самих себя и свой вид посредством регулярной эволюционной работы. Стихийная самоорганизация в живой природе является результатом не случайного совпадения поступающей извне энергии с внутренним самодвижением частиц и структур вещества, а регулярного взаимодействия мобилизационных структур различных уровней организации, каждая из которых, находясь в конкурентных отношениях с другими, устремлена к сохранению, воспроизведению и улучшению жизни.
Синергетические механизмы самоорганизации сыграли, очевидно, решающую роль в процессе формирования жизни, когда под действием притока солнечной энергии происходило самоструктурирование органических макромолекул. Но по мере собственной эволюции жизни биологическая самоорганизация всё дальше уходила от физического типа самоорганизации, подчиняя его себе на макроуровне, но не в силах полностью им овладеть на микроуровне. Всё эти флуктуации, бифуркации и мутации на микроуровне жизни, в недрах её клеточной и атомно-молекулярной организации постепенно нарушают мобилизационную организацию на уровне организмов и являются одной из главных причин старения и естественной смерти. Но пока жизнь продолжает своё неистовое борение за ресурсы, её самоорганизация носит экосистемный, а не синергетический характер.
Понятие экосистемы было предложено в 1935 г. английским биологом А. Тенсли, который использовал это понятие для рассмотрения единства органических и неорганических факторов в эволюции жизни. Экосистемы представляют собой основные природные комплексы на поверхности Земли, весьма различные по своим размерам и массе. Общим между синергетическим типом и экосистемным способом самоорганизации является необходимость в регулярной подпитке внешней энергией, исходящей в данном случае от звезды под названием Солнце. Без этой энергии не может существовать ни биосфера в целом, ни какая-либо из экосистем, поскольку, несмотря на многократное использование в биосфере различных веществ, переходящих от организма к организму, часть энергии неизбежно рассеивается через теплопотери и переходы от растений к растительноядным животным и от растительноядных к плотоядным. Можно при желании провести аналогию между этим рассеянием и диссипацией энергии по Пригожину. Но результат оказывается как раз противоположным.
Экосистема представляет собой не далёкую от равновесия хаотическую среду, а подвижно уравновешенную упорядоченную структуру. Утрату ею энергии нельзя отождествлять с выбросом энтропии, поскольку эта энергия уходит на эволюционную работу по поддержанию порядка и энергонасыщению участников экосистемы. Энергия, получаемая от Солнца, используется не на образование порядка из хаоса, а на поддержание порядка, устойчивости и равновесия в экосистемах и в биосфере в целом, а также для роста и распространения живого вещества. При этом все участники «игры под названием жизнь» не пассивно воспринимают солнечную энергию, а активно производят энергию на её основе посредством добывания, переработки и усвоения природных ресурсов, обращаемых в пищу. Вырабатываемая таким образом энергия обращается не только в физическую работу по передвижению, росту, поглощению пищи и т. д., но и в эволюционную работу по совершенствованию органов каждого участника живой эволюции. Орган, который не работает, атрофируется. Жизнь самоорганизуется мобилизацией на жизнь. Взаимная мобилизация живых организмов при постоянной естественной селекции и выживании наиболее жизнеспособных резко отличается от «мёртвой» самоорганизации хаотических колебаний и механической мобилизации привходящим потоком энергии.
Общая теория самоорганизации развивается в рамках синергетики на основе сценариев, почерпнутых из синергетических процессов в неживой природе. Важным достижением синергетического подхода в исследовании эволюционных процессов явилось представление об эволюции как самопроизвольном круговороте порядка и хаоса, организации и дезорганизации. Однако, сводя организацию к стихийной самоорганизации, а самоорганизацию – к упорядочению хаоса, синергетика упускает из виду процессы переупорядочения, реорганизации порядка, важнейшие в эволюции, и сводит обновление порядка к катастрофическим, бифуркационным переходам, по выражению И. Пригожина, от существующего к возникающему. Чтобы возникло нечто новое, более прогрессивное, система должна быть выведена в хаотическое состояние, далёкое от равновесия. Фактически синергетические модели, подобно революционаристским сценариям развития, предусматривают формирование нового только в результате полного разрушения старого.
Главным в процессе видообразования с точки зрения эволютики является не разрушение старого порядка и формирование на его руинах в обстановке полнейшего хаоса при фазовом переходе некоего совершенно нового, а последовательная трансформация существующего порядка с сохранением всего, что оказывается полезным в новых мобилизационных условиях. Эффект мобилизации приводит к закономерному формированию новых видов, а не легковесный «эффект бабочки» в виде случайных мутаций – бифуркаций. Не крошечная флуктуация – мутация, направляющая развитие вида в условиях бифуркационного ветвления различных вариантов этого развития, а колоссальные усилия всех представителей этого вида по выработке приспособительных механизмов в изменившихся условиях существования приводят к существенному изменению видов. Те виды, которые не сумели вовремя выработать такие приспособительные механизмы, безжалостно уничтожаются отбором, т. е. вымирают. Преобразования видов скачкообразны, но они подготовлены всем предшествующим развитием.
В какой-то мере такой сценарий происхождения видов, вполне согласующийся с дарвиновским учением, подтверждается современными научными исследованиями, в частности, генетическими. Как белки, так и нуклеиновые кислоты изменяются постепенно, путём точечных замещений. Видообразование же связано с изменением качества белка, с процессом морфогенеза, т. е. образования тех или иных форм в организме по меркам данного конкретного вида. Морфогенез определяется так называемой позиционной информацией (данный термин был предложен в 1969 г. Л. Вольпертом). Эта информация названа позиционной потому, что специализация клетки в организме определяется не общей генетической информацией, а тем положением, позицией, которую данная клетка занимает в организме. Из этих специализированных клеток в процессе морфогенеза формируются органы. Механизмы регулирования работы генов, к сожалению, пока ещё слабо изучены, поскольку регулирование осуществляется очень малыми количествами регулирующих веществ.
Позиционная информация передаётся белковыми молекулами, получившими название морфогенов. На уровне морфогенов работают самые различные синергетические механизмы самоорганизации – и хаотические неоднородности типа флуктуаций, порождающие упорядоченности в сильно неравновесных условиях, и автокаталитические реакции, и когерентные структуры, образующие морфополя. Но на уровне целостного организма развитие определяется совместной работой органов. Самоорганизация полностью зависит от мобилизационной организации и тренировки мобилизационными усилиями. Желудок человека после всего лишь десяти суток голодания теряет способность переваривать твёрдую пищу. Зубы, определённое время не занятые пережёвыванием пищи, крошатся и вываливаются. Лежачие больные быстро теряют способность ходить из-за атрофии мышц. То же самое происходит с мышцами при неподвижном положении конечностей, находящихся в гипсе при переломах. В Китае долгое время было принято с младенческого возраста перебинтовывать ножки девочкам в знатных семействах. В результате знатные женщины гордились очень маленькими недоразвитыми ножками, но не могли самостоятельно ходить. Таких примеров можно привести тысячи.
И наоборот. Постоянные тренировки определённых органов способны повысить эффективность их функционирования в десятки и сотни раз. Изменяются в изменяющихся условиях функционирования организма в процессе тренировки и функции определённых органов. После удаления в процессе медицинских операций различных органов или их фрагментов (жёлчного пузыря, части желудка, различных сосудов) их функции начинают выполнять путём переспециализации другие органы или близлежащие части органов. Логично предположить, что при изменении характера и содержания работы организмов и органов многих поколений всего вида живых существ в фундаментально изменившихся условиях соответствующим образом изменяется характер и содержание позиционной информации, поступающей из соматической части в генеративную. Если этот процесс протекает постоянно в течение жизни ряда поколений, генеративная часть организма мобилизуется на приспособление к характеру и содержанию реально выполняемой работы, что приводит к соответствующей перестройке организма и участвующих в эволюционной работе органов и приспособлений. Последние, таким образом, вырабатываются, а не получаются в готовом виде посредством «счастливых случайностей» – флуктуаций – мутаций.
Произошедшие изменения затем не просто закрепляются отбором, они поощряются им: особи, не сумевшие перестроиться, вымирают, а особи, воплотившие эволюционную инновацию, процветают и получают конкретные преимущества в добывании пищи и размножении. Особенно эффективным оказывается вторжение в новую экосистему или экологическую нишу, где новосёлов ожидают неосвоенные ресурсы для питания и энергонасыщения. Думается, что этот сценарий гораздо реалистичнее сценария случайных флуктуаций – мутаций. При этом сценарии жизненные процессы определяют физико-химические взаимодействия, протекающие в организме, а не наоборот. Видообразование и ход развития жизни определяется не мелкими флуктуациями в условиях бифуркаций, а большими усилиями живых существ, составляющих преобразующуюся часть вида. Путь развития жизни, её организация и самоорганизации определяются, таким образом, самой жизнью, а не вспомогательными физико-химическими процессами, протекающими внутри неё.
Сильные нарушения равновесия в экосистемах, происходящие главным образом при резких и необратимых изменениях климата под действием геологических или космических процессов, а также при ряде геологических катастроф приводят к массовым вымираниям участников экосистемных сообществ, к крупным катастрофам в экологических сообществах. В этих условиях начинают действовать синергетические механизмы, проявляются все синергетические эффекты, знакомые по их проявлению в безжизненных вихревых процессах. Выведенная из равновесия система впадает в состояние хаоса, становятся равновероятными ранее невероятные варианты развития событий. Их выбор и переход из возможности в действительность может определяться незначительными событиями, случайными происшествиями, резко возрастает роль случайностей в эволюционных процессах и т. д. Однако можно говорить лишь о подобии стихийной самоорганизации в неживых и живых системах. Уровень самоорганизации, способность к самоорганизации в живых системах настолько же выше, как и уровень и способность их мобилизации на сохранение своей идентичности с использованием приспособительных изменений. В такие периоды резко возрастает скорость и интенсивность видообразования, напряжённость эволюционной работы, совершаемой каждым видом для того, чтобы уцелеть и освоить изменившуюся среду. Резко возрастают миграции видов, их экспансия в ранее чуждые для них среды. Всё это приводит к подавлению синергетических эффектов, угасанию нелинейности по мере становления новых экосистем, вытеснению хаотического способа самоорганизации, изучаемого синергетикой, мобилизационным способом организации и самоорганизации.
Правообладателям!
Это произведение, предположительно, находится в статусе 'public domain'. Если это не так и размещение материала нарушает чьи-либо права, то сообщите нам об этом.