Алешин Олег Васильевич : другие произведения.

Поиск рациональных путей саморазвития природы

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
 Ваша оценка:

ПОИСК РАЦИОНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ САМОРАЗВИТИЯ ПРИРОДЫ.

(в сокращении).

Решение проблемы второго начала термодинамики.

I.

   Пока наука ничего не знала о логике функционирования необратимых термодинамических диссипативно-синергетических систем в открытой среде, на что обратили внимание только во второй половине ХХ века, равновесная термодинамика, хотя и противоречила классическим представлениям науки об эволюции природы, но добросовестно и добротно обслуживала развитие нашей технологической цивилизации. С этим парадоксом мирились, перенеся проблему второго начала в академические кабинеты. Однако открытие данных термодинамических процессов, которые являли "новую рациональность" и в открытой среде или "в более тонкой форме реальности" функционировали необратимо и в режиме чередования зон структурного порядка (самоорганизаций) и деструктивного хаоса (диссипативного хаоса), проблема второго начала стала нетерпимой, так как затрагивала "самый смысл реальности и времени".
   Так, Нобелевский лауреат бельгийский ученый И. Пригожин пишет: "Предложенная Клаузиусом формулировка второго начала термодинамики сделала очевидным конфликт между термодинамикой и динамикой. Вряд ли найдется в физике другой такой вопрос, который бы обсуждался чаще и активнее, чем соотношение между термодинамикой и динамикой. Даже теперь, через сто пятьдесят лет после Клаузиуса, этот вопрос продолжает вызывать сильные эмоции. Никто не остается нейтральным в конфликте, затрагивающем самый смысл реальности и времени" (14,207-208). И не удивительно - "Если биологическая теория говорила о созидании в процессе эволюции все более сложных и упорядоченных живых систем, то термодинамика - о разрушении, о непрерывном росте энтропии" (16,643).
   На этом парадоксальном фоне защиту первого и второго начал термодинамики предпринимают немецкие ученые В. Эбелинг, А. Энгель и Р. Файстель, но сам метод этой защиты выглядит несколько странным: "Таким образом, теоретического доказательства правильности первого и второго начал термодинамики не существует и поныне, и остается по-прежнему неизвестным, существуют какие-то экстремальные условия, при которых начала становятся либо вообще, либо частично неприменимыми" (22,47-48).
   И все же парадоксальность второго начала была настолько очевидна, что И. Пригожин довольно эмоционально констатирует: "Само существование нашей структурированной Вселенной бросает вызов второму началу термодинамики: как мы уже знаем, по мнению Больцмана, единственное, нормальное состояние Вселенной соответствует ее "тепловой смерти".(...) Сумеем ли мы когда-нибудь преодолеть второе начало?" (13,46).
   С другой стороны - несмотря на наличие явного изъяна во втором начале термодинамики, для ученых было ясно, что когда Клаузиус при исследовании изолированных равновесных систем писал о смешении энергии, Томсон - о рассеянии энергии, а все вместе классики равновесной термодинамики: Карно, Томсон, Больцман и др. - доводили пресловутое второе начало до абсолютной прозрачности, то они исходили из фактического поведения термодинамических систем в изолированном состоянии, в котором системы, по их единодушному мнению, эволюционируют к хаотическому равновесию. И хотя этот закон противоречил классическим представлениям об эволюции природы, скажем - в биологии, однако казался естественным и закономерным и не мог быть отменен в силу своей реалистичности и широчайшего применения второго начала в технологических процессах. Можно сказать, что вывод Клаузиуса о втором начале был просто выстрадан всем ходом развития нашей технологической цивилизации: "Второй принцип формулировался как обобщение опыта, причем его физический смысл (выделено мной) оставался невыясненным. Точно так же оставались совершенно невыясненными пределы его приложимости. На этой почве в качестве вывода получился закон рассеяния энергии и, как следствие,- "тепловая смерть" вселенной" (18,49).
   Словом все эти высказывания "за" и "против" достаточно красноречиво свидетельствуют о том, что второе начало термодинамики до сих пор остается за гранью разумного понимания и является своего рода нонсенсом, артефактом при изучении законов саморазвития (эволюции) природы.
   Однако и исследование необратимых термодинамических процессов, которые в открытой среде являют "новую рациональность" и функционируют необратимо и в режиме чередования зон структурного порядка (самоорганизации) и деструктивного хаоса (диссипативного хаоса) не внесло ясность. Больше того - И. Пригожин при сравнительном анализе тех и других систем приходит к выводу о том, что "Сколько-нибудь жесткой и определенной схемы эволюции не существует" и объявляет о якобы "двойственности" эволюции термодинамических систем!
   При этом он первым начинает проводить аналогии и отождествлять функционирование изолированных равновесных систем, и открытых окружающей среде диссипативно-синергетических сильнонеравновесных систем. Например, он пишет: "Наиболее корректно истолковывать аттракторы, как аналоги второго начала термодинамики открытых нелинейных сред".
   Что удивительно, ученые по всему миру, как по команде, соглашаются с этими довольно сомнительными выводами И. Пригожина, что, несомненно, говорит об их корпоративной солидарности, но совсем не способствует разрешению проблемы. Например, И. Пригожину вторят российские ученые и создатели отечественной социальной синергетики Е.Н. Князева и С.П. Курдюмов, которые пишут: "Итак, возникает фундаментальный вопрос: куда идут процессы в неравновесных открытых и нелинейных системах? Согласно новой, неравновесной термодинамике аналогами второго начала для систем такого типа являются аттракторы" (6,129).
   Все это приведет к тому, что ученые процессы вещественной эволюции живой материи (систем) в открытой природе начнут отождествлять с технологическим прогрессом (технологическими процессами) нашей цивилизации.
   Иными словами, заключение И. Пригожина "о двойственности" эволюции термодинамических систем заведут исследования в непроходимый и безвыходный тупик.

II.

   Когда в последней трети ХIХ века Клаузиус формулировал первое и второе начала термодинамики, то он естественно не предполагал, что наша Вселенная и окружающий нас мир открыты для взаимодействия и обмена информацией с окружающей средой. В те годы еще считалось, что наша Вселенная и системы окружающего нас физического мира функционируют и саморазвиваются в изолированном состоянии! Поэтому для Клаузиуса было вполне естественно считать незыблемым закон сохранения энергии (первое начало термодинамики) и утверждать о якобы эволюции изолированных систем к равновесному хаосу (второе начало термодинамики), а энтропию назначить "показателем эволюции". Поэтому И. Пригожин нисколько не иронизирует над Клаузиусом, когда пишет: "Какая система может быть изолирована лучше, чем наша Вселенная? Эта идея легла в основу космологической формулировки первого и второго начал термодинамики, предложенной Клаузиусом в 1865 г.:
   "Энергия мира постоянна.
   Энтропия мира стремится к максимуму" (14,112).
   Однако уже в 20-30-е годы ХХ столетия были получены первые сведения об открытости Вселенной и мира, а во второй половине ХХ века было окончательно установлено, что в открытой природе вообще не существует жестко изолированных систем.
   Все это говорило о том, что первое и второе начала термодинамики безвозвратно утрачивают свой первоначальный фундаментальный смысл и являются всего лишь искусственными (рукотворными) техническими законами, которые придумал человек для решения своих чисто технологических задач!
   При таком повороте событий, казалось бы, следовало вернуться к выводу И. Пригожина о якобы "двойственности" эволюции термодинамических систем и перепроверить его первоначальные исходные выводы.
   Тем более - что сам И. Пригожин, анализируя необратимые термодинамические процессы, свидетельствует об абсолютном непонимании логики данных процессов при чередовании зон или делает довольно сомнительные заключения.
   Так, например, обнаружение периодического (дискретного) погружения необратимых термодинамических систем в диссипативный хаос при чередовании зон, для И. Пригожина оказывается настолько неожиданным и непонятным, что он вместе с философом И. Стенгерс вынужден был констатировать: "У нас нет даже способа говорить о переходе от порядка к хаосу" (14,223).
   По сути, такое же непонимание процесса И. Пригожин высказывает при попытке объяснить периодическое (дискретное) восстановление структурного порядка (самоорганизаций) необратимых систем при чередовании зон, что И. Пригожин сопровождает вопросом: "Каким образом из хаоса может возникнуть структура?" (14,8). Правда, в данном случае он якобы находит исходную причину: "в области более тонкой формы реальности" "материя становится "активной": она порождает необратимые процессы, а необратимые процессы организуют материю" (14,8).
   Однако вдумчивый читатель вряд ли удовлетворится данным ответом, который, на мой взгляд, просто завуалирует проблему и не выводит нас на подлинную причину последовательности структурных самоорганизаций необратимых термодинамических систем при чередовании зон, хотя подлинный ответ лежит на видимой поверхности.
   При исследовании необратимых термодинамических систем мы не найдем другой исходной причины и источника "активизации" и "необратимости" систем, кроме непрерывно саморазвивающейся окружающей среды, которая вынуждает данные системы периодически (дискретно) структурно переформатироваться при чередовании зон!
   Собственно, сам И. Пригожин неоднократно указывает на это конструктивное свойство окружающей среды. Он пишет: "Установлено весьма важное и неожиданное свойство материи: впредь физика с полным основанием может описывать структуры, как формы адаптации системы к внешним условиям" (14,22). Или: "Таким образом, взаимодействие системы с внешним миром, ее погружение в неравновесные условия может стать исходным пунктом в формировании новых динамических состояний - диссипативных структур" (14,133). И. Пригожин приводит заключение и из доклада, подготовленного Бибрахером, Николисом и Шустером: "Самоорганизующиеся системы делают возможной адаптацию к доминирующему типу окружающей среды, т.е. реагируют на изменения в окружающей среде" (11,67). О конструктивной роли внешней среды (экосистемы) для биологических систем пишет Г. Хакен: "Несмотря на неустойчивость, коллективное состояние возникает, но обретает свой смысл только в соотнесении с окружающей средой и отчасти в связи с тем, сколь оно важно для выживания всей системы" (20,48).
   А если это так, то очевидно, что причиной необратимости и периодической активизации (структурных самоорганизаций) термодинамических диссипативно-синергетических систем при чередовании зон может быть только доминирующая роль окружающей среды, изменение физических параметров которой приводит к периодическому (дискретному) структурному переформатированию системы под новые внешние условия для адаптации, целеполагания и структурообразования.
   Данная логика вполне себе объясняет сложный характер чередования зон неравновесных систем в открытой среде. И, например, отвечает на вопрос, который не разрешили Пригожин и Стенгерс: что в необратимых процессах чередования зон может быть причиной разрушения структур и погружения систем в диссипативный хаос? - Причиной периодического разрушения структур (самоорганизаций) и погружения систем в диссипативный хаос является уход физических параметров доминирующей окружающей среды от своих прежних значений, при которых происходили прежние самоорганизации.
   Иными словами, уход физических параметров доминирующей окружающей среды от своих прежних значений можно сравнить с изолированием термодинамической системы от окружающей среды, вследствие чего система структурно деградирует к равновесному хаосу!
   А если это так - а это так, то, теперь мы можем ответить на вопрос: что на самом деле отражает второе начало термодинамики и каков его подлинный физический смысл? Ответ - на мой взгляд - очевиден!
   Изолированные термодинамические системы лишенные конструктивной связи с окружающей средой, лишены и возможности структурообразования (самоорганизаций) и целеполагания. А это означает, что они не эволюционируют - как полагал Клаузиус и все классики равновесной термодинамики, а структурно деградируют к равновесному хаосу и стагнации в замкнутом пространстве. Причем, энергия хаоса в изолированных термодинамических процессах как раз и используется нашей технологической цивилизацией для совершения полезной работы!
   Собственно, данный вывод, но в противоположной интерпретации подтверждают все классики равновесной термодинамики, которые под эволюцией на самом деле понимали деградацию изолированных систем к равновесному хаосу. Например, Больцман, который "открыл смысл энтропии как меры молекулярного хаоса и пришел к заключению, что закон возрастания энтропии есть отражение возрастающей дезорганизации" (12,33). О том же пишет основатель синергетики Г. Хакен: "Второе начало термодинамики говорит нам, что в замкнутых системах структуры распадаются и становятся все более однородными - по крайней мере, на макроскопическом уровне. На микроскопическом уровне может царить полный хаос" (20,43).
   Подводя итог данной главы, мы теперь можем сделать вполне обоснованное окончательное заключение о том, что первое и второе начала термодинамики являются чисто техническими (искусственными, рукотворными) законами, которые человек придумал для выполнения полезной работы исключительно в своих цивилизационных целях.
   А все это означает, что в переосмысленном виде второе начало термодинамики больше не бросает "вызов" структурированной Вселенной, не создает конфликт между термодинамикой и динамикой, затрагивающий "самый смысл реальности и времени".
   Но в таком случае мы устранили изъян и выявили подлинный физический смысл второго начала термодинамики, который отражает структурную дезорганизацию, деградацию и стагнацию изолированных систем в равновесном хаосе!

Проблемы эволюции диссипативно-синергетических систем.

I.

   Несомненно, открытие неравновесных диссипативно-синергетических процессов в термодинамике подвигло ученых к пересмотру устоявшихся традиционных представлений о происхождении жизни и эволюции материи в открытой природе.
   Так, И. Пригожин в книге "Время, хаос, квант" пишет: "Вопрос о происхождении жизни, безусловно, принадлежит к числу наиболее захватывающих вопросов об эволюции материи. Ныне ясно, что жизнь - это вовсе не борьба со вторым началом, традиционно отождествляемым с эволюцией к беспорядку. Своими корнями жизнь уходит в когерентную диссипативную активность сильнонеравновесной материи. Но это всего лишь общая перспектива. Необходимо найти ответы на более конкретные вопросы. Можно ли связать с возникновением жизни "инкорпорирование" необратимости в материю?
   В наше время биомолекулы выступают в двоякой роли реагентов и продуктов обмена веществ. Но что можно сказать о предшественницах этих биомолекул? Каким образом эти молекулы - предшественницы появились в количестве, достаточно большом для того, чтобы привести к новому типу эволюции? Как нам понять переход от "химической" истории, когда отдельные молекулы синтезируются или распадаются, к "биологической" истории, когда многообразие путей химических реакций становится решающим образом взаимосвязанным в процессе сохранения новой индивидуальной сущности? Сколько молекул становится "актерами", существование которых связано с существованием других "актеров", каждый из которых играет свою роль в когерентном и вполне осмысленном действии? Иначе говоря, откуда возникает биологическая "информация"? (13,79-80).
   Однако все попытки И. Пригожина и его коллег через неравновесную термодинамику обнаружить реальные процессы вещественной эволюции материи в естественной природе не имели успеха. И прежде всего потому, что как и изолированные равновесные системы, открытые внешнему источнику неравновесные термодинамические (диссипативно-синергетические) системы тоже вещественно не эволюционируют в окружающей среде. Иными словами в процессе чередования зон данные системы лишь структурно переформатируются под обновляющиеся параметры (аттракторы) саморазвивающейся окружающей среды - не оставляя следов и отпечатков вещественной эволюции.
   Этот безусловный факт подтверждают не только многочисленные экспериментальные данные, но и чисто теоретические обоснования. Но давайте во всем разбираться по порядку.
   Из предложенной выше выше интерпретации второго начала термодинамики непосредственно следует, что энтропия в принципе не может служить "показателем эволюции", так как отражает дезорганизацию, деградацию и разрушение структуры (самоорганизации) изолированных термодинамических систем. Поэтому если поначалу И. Пригожин руководствовался выводом Клаузиуса о том, что "Центральную роль в описании эволюции играет понятие энтропии" (14,122), то впоследствии он вынужден был серьезно усомниться в достоверности данного заключения: "Стрелу времени нам часто не удается связать с энтропией рассматриваемой системы" (14,229).
   Не могут термодинамические системы - и "производить энтропию". Так, если в равновесных термодинамических системах энтропия возрастает до максимума вследствие изолирования системы от окружающей среды, то в открытых средах энтропия "производится" при уходе параметров саморазвивающейся окружающей среды (аттракторов) от своих прежних значений. Иными словами, энтропия всегда отражает меру беспорядка или хаоса в любых термодинамических системах.
   Не решают проблему эволюции и такой ключевой термин, используемый в неравновесной термодинамике, как аттрактор. И. Пригожин пишет об аттракторах: "При исследовании того, как простое относится к сложному, мы выбираем в качестве путеводной нити понятие "аттрактора", т.е. конечного состояния или хода эволюции диссипативной системы" (13,65).
   Однако при чередовании зон и последовательности структурных самоорганизаций, при которых самоорганизующиеся термодинамические системы структурно переформатируются и адаптируются под очередные аттракторы не остается следов или признаков вещественной эволюции данных систем к аттракторам. Не случайно российские ученые Е.Н. Князева и С.П. Курдюмов, не обнаружив конструктивную перспективу функционирования термодинамических систем при чередовании зон назовут эти процессы "нелепым и пустым блужданием [систем] по полю путей развития", которые "все равно будут разрушены, размыты диссипативными процессами" (4,161).
   Да и сам Пригожин при исследовании отдельных структурных самоорганизаций многократно убеждается в неэволюционности структурных самоорганизаций. Поэтому он разочарованно констатирует: "Одной из наиболее важных проблем в эволюционной теории является возникающая в итоге обратная связь между макроскопическими структурами и микроскопическими событиями: макроскопические структуры, возникая из микроскопических событий, должны были бы в свою очередь приводить к изменениям в микроскопических механизмах. Как ни странно, но в настоящее время наиболее понятные случаи относятся к ситуациям, возникающим в человеческом обществе' (14,174).
   Примечание. На самом деле структурные самоорганизации человеческих обществ в истории сопряжены с совсем другими причинами.
   В то же время И. Пригожин не мог не отметить принципиальной разницы функционирования равновесных и сильнонеравновесных термодинамических систем. Так, например, противопоставляя изолированную равновесную и открытую внешнему источнику неравновесную термодинамику, он пишет: "Можно сказать, что вещество в равновесном состоянии "слепо", а в сильнонеравновесном состоянии "прозревает". При этом он подчеркивает важнейшую роль флуктуаций в сильнонеравновесных ситуациях: "В сильнонеравновесной ситуации система "выбирает" одну из возможных ветвей" (11,64,65).
   Не оправдывает надежд на обнаружение эволюцию термодинамических систем и исследование диссипативного хаоса. И. Пригожин вынужден был констатировать: "Для того чтобы хаос мог играть какую-то роль в "генезисе" информации, необходим механизм, позволяющий хаотической активности оставлять по себе "память" в веществе" (13,82) - которого (механизма) нет в действительности.
   Естественно, И. Пригожин задается вопросом: "...откуда возникает биологическая "информация"? (13,80). Однако, окружающая среда, под которую при чередовании зон периодически структурно адаптируются сильнонеравновесные системы, "не предлагает" конструктивного решения. Поэтому Пригожин вынужден рассуждать об информации через представления об энтропии исследуемой системы. Он пишет: "Энтропия и информация связаны между собой очень тесно. Энтропию можно рассматривать как своего рода меру незнания [выделено мной]. Если известно лишь, что система находится в данном макросостоянии, то энтропия этого состояния служит мерой нашего незнания того, в каком из микросостояний находится система, - мерой, определяемой путем подсчета числа битов дополнительной информации, необходимой для однозначного определения микросостояния при условии, что все микросостояния, образующие данное макросостояние, равновероятны" (5,27).
   Такой вывод вполне закономерен. Так как при чередовании зон и каждой следующей самоорганизации системы, при которых происходит ее обмен информацией с окружающей средой, невозможно установить какая и сколько информации теперь содержится в данной системе.
   Словом, существующая интерпретация энтропии и информации выглядит не только неудобной для вычислений, но и вообще безнадежно бессмысленной. Поэтому И. Пригожин, в конце концов, был вынужден констатировать: "Теория информации дает нам [только] количественную меру информации" (6,80). Не случайно немецкие ученые В. Эбелинг, А. Энгель и Р. Файстель пишут: "Семантическая сторона информации не поддается описанию: поэтому мы вынуждены полностью исключить ее из рассмотрения" (13,258).
   Причем вынуждены исключить даже если при флуктуациях "в сильнонеравновесной ситуации система "выбирает" одну из возможных ветвей" (11,64-65). Даже если "образ Небытия или первородного Хаоса во многом совпадает с нашим пониманием нелинейной среды, в которой в потенции, в непроявленном виде скрыт спектр всех возможных на данной среде форм, спектр структур-аттракторов эволюции" (4,108).
   Словом, какую бы фазу сложного процесса функционирования необратимых диссипативно-синергетических термодинамических систем при чередовании зон ученые не исследовали, им не удается зафиксировать реальной эволюции данных систем к аттракторам.
   В качестве показательного примера этой стратегической неудачи ученых можно привести выводы Г. Хакена, который с помощью неравновесной термодинамики или синергетики -пытается обнаружить "саморождение смысла" у биологических систем. Он пишет: "При надлежащей интерпретации результатов синергетики мы можем рассматривать возникновение смысла как возникновение нового качества системы, или, иначе говоря, как саморождение смысла" (20,43). Однако он вынужден был признать, что этот смысл не поддается расшифровке даже при создании наиболее благоприятных условий: "Затронутые нами идеи имеют первостепенное значение для вопросов, относящихся к биологической эволюции, развитию, или, иначе говоря, к филогенезу и онтогенезу животных. Основной вопрос, разумеется, состоит в том, подчиняются ли эволюция и развитие экстремальным принципам, в частности экстремальным принципам, связанным с одной функцией, такой как энтропия или информация. Наши результаты свидетельствуют о том, что такая функция может существовать, но достается достаточно дорогой ценой: располагая такой функцией, мы не можем ничего сказать о динамике или знаем о ней очень мало. Но и самый вопрос о существовании такой функции остается пока открытым" (20,241).
   Пытаются осуществить плавный переход от термодинамики к динамике саморазвивающейся природы и В. Эбелинг, А. Энгель и Р. Файстель. Они пишут: "Контуры физики самоорганизации очерчены достаточно четко, чего нельзя сказать о физике процессов эволюции. Цель настоящей работы состоит в том, чтобы навести мост между физикой самоорганизации и физикой процессов эволюции" (22,8). Так, обнаружив некоторые общие принципы функционирования систем в необратимой термодинамики и биологии, они констатируют, что "эволюцию можно рассматривать как неограниченную последовательность процессов самоорганизации" (22,12). Безусловно, у биологических систем (популяций живых организмов) при филогенезе наблюдается "модификация алгоритмов развития" (структурная модификация последовательности структурных самоорганизаций). Однако процесс филогенеза еще не гарантия непременно эволюции. Поэтому они утверждают: "Естественно возникает вопрос - какие механизмы необходимо привести в действие для того, чтобы система, обладающая свойствами самовоспроизведения, мультистабильности, конкуренции и отбора, обрела способность к эволюции? Таким механизмом служат мутации, т. е. случайное (выделено мной) производство альтернативных возможностей" (20,196).
   Однако как вы убедитесь в предлагаемой работе, мутации и последовательность структурных самоорганизаций тоже еще не гарантия вещественную эволюцию живых и саморазвивающихся систем в открытой среде (экосистеме). Для вещественной эволюции данных систем нужны более весомые аргументы, которыми располагают, например, биологические системы природы.
   Иными словами, И. Пригожин, не обнаружив этих весомых аргументов в физике необратимых процессов, в конце концов, вынужден был констатировать: "Между тем, пытаясь понять истоки истории, например, истории жизни, мы не можем априори определить различие, которая эта история создаст между тем, что составляет фоновой шум, и тем, что существенно" (13,82).
   Все это недвусмысленно говорит о том, что ученым так и не удалось экстраполировать "термодинамический подход" на живую и саморазвивающуюся материю природы.
   Однако углубленный сравнительный анализ необратимых термодинамических процессов и живых и саморазвивающихся систем природы позволяет нам обнаружить некоторые принципиальные различия функционирования тех и других систем.
   Во-первых, если необратимые термодинамические процессы существуют в естественной природе, то, следовательно, они что-то обозначают, на что-то указывают и на что-то намекают... Иными словами, данные процессы позволяют нам визуально наблюдать и фиксировать процесс естественного саморазвития окружающей среды (экосистемы, макроструктуры окружающей среды), которая находится в непрерывном преображении и становлении, что невозможно было бы при исследовании форм жизни живой материи.
   Во-вторых, не нужно иметь семь пядей во лбу, чтобы понять, что термодинамические системы функционируют и "живут" исключительно и только за счет поглощения (уничтожения) живой материи природы, которая для них является своего рода питательной энергией и средой.
   И, в-третьих, принципиальное различие функционирования необратимых термодинамических и живых и саморазвивающихся (вещественно эволюционирующих) систем природы установить достаточно просто. Так, неравновесные термодинамические системы при каждой последующей самоорганизации изменяют свои "начальные условия", "тип структуры" и "режим функционирования", тогда как живые и саморазвивающиеся системы природы сохраняют наследственные признаки, которые заключены в генетическом коде и живой клетке. А все это означает, что в каждом следующем поколении биологические системы изменяются только "тип структуры" и "режим функционирования".
   Но такое различие предполагает совсем иную значительно более сложную технологию функционирования и саморазвития живой материи, которая действительно вещественно эволюционирует к аттракторам, но лишь при особых условиях. Причем - с непременной фиксацией процесса эволюции в генетическом коде с добавлением очередного буквенного символа в цепочке ДНК.

Адаптация необратимых термодинамических процессов. к биологическим системам (популяциям живых организмов)

I.

   Прежде чем экстраполировать необратимые термодинамические диссипативно-синергетические процессы на живую и саморазвивающуюся материю (системы) природы, давайте сделаем краткий экскурс в нынешние представления науки о функционировании и саморазвитии (вещественной эволюции) биологических систем.
   В своем фундаментальном труде "Генетика человека" Ф. Фогель и А. Мотульстки достаточно конкретно очерчивают нынешние возможности генетики: "Важно помнить, что оценки наследуемости только указывают на присущую данной популяции генетическую изменчивость, но не позволяют делать выводы об их причинах. Подобного рода оценки ставят вопросы, но ответа на них не дают" (19,5).
   То есть - можно смело говорить о том, что, несмотря на расшифровку генетического кода в 1953 году Уотсоном и Криком и раскрытие структуры ДНК до сих пор остается неизвестной причина генетической изменчивости популяций в естественной природе.
   Однако сегодня многие генетики пренебрегают этим очевидным фактом и причиной изменчивости видов, и, следовательно - за причину эволюции, принимают случайности и ошибки мутаций.
   Хочу особо подчеркнуть, что термин мутация "был введен де Фризом еще в 1901 году для обозначения случайных генетических изменений" (19,142). То есть мутации в представлении де Фриза означают не закономерные и естественные пути саморазвития (эволюции) популяций в природе, которые приводят к генетической изменчивости видов и оставляют по себе "память" в буквенных символах в цепочках ДНК, а разного рода отклонения и нарушения полагаемым природой процессам. Причем, анализируя различия и нюансы в цепочках ДНК разных видов, делают не просто парадоксальные, а, я сказал бы даже - обескураживающие выводы! Так, на одной из лекций по молекулярно-генетической теории эволюции человека научный сотрудник с ученой степенью (пощажу его имя) доказывал слушающей аудитории, что эволюция от шимпанзе к человеку проходила вследствие ошибок мутаций!
   Как ни странно, данную противоестественную версию эволюции, как нечто само собой разумеющееся, подхватывают биологи!
   Например, П. Кемп и К. Армс "Введение в биологию" начинают с многообещающего утверждения: "Мы начнем изучение мира живого с самой важной концепции в биологии - концепции эволюции" (2, 23), а уже через страницу в качестве безусловного аргумента эволюции выдвигают версию об ошибках мутаций: "Мутации возникают в результате ошибок при копировании генетического материала" (2, 25).
   Нет смысла здесь представлять все многообразие версий эволюции, которые сегодня предлагает биология. При желании вы с ними можете ознакомиться в соответствующей литературе. Лучше давайте обратимся к откровению американского биолога В. Гранта, который в предисловии к русскому изданию пишет: "Эволюционная биология находится сейчас в состоянии брожения и быстрых изменений. Непрерывно появляются новые данные, подвергаются критике прежние представления, выдвигаются новые концепции, возникает множество разногласий. Помимо всего этого, старые концепции, принадлежащие прошлому или даже позапрошлому поколению, нередко открываются вновь, получают новые названия и преподносятся как некие новшества. Словом, в этой области много как истинных, так и мнимых успехов" (1,10).
   Иными словами, сегодня в эволюционной биологии наблюдается абсолютный произвол.
   Однако смею утверждать, что, понимание законов функционирования неравновесной термодинамики, позволяет мне не только поколебать, но и опровергнуть все версии эволюционной биологии, в основе которых полагаются случайности и ошибки мутаций. Причем, опровергнуть уже на ранних стадиях саморазвития живых организмов (биологических систем).
   Как известно, живые организмы природы, как правило, имеют три стадии эмбрионального развития. И если в первой стадии - зиготы, происходит образование яйцеклетки, во второй стадии - бластулы, происходит дробление яйцеклетки до исходных параметров, то в третьей стадии яйцеклетка адаптируется к автономной окружающей среде, которой служит организм матери.
   Однако уже на некоторой ранней стадии развития эмбриона-зародыша, он проходит через целый каскад чередования зон и диссипативного хаоса "в теле" матери и структурно переформатируется и адаптируется под текущие параметры саморазвития доминирующей окружающей среды (экосистемы, макроструктуры среды). В конечном счете, этот процесс чередования зон позволяет зародышу получить устойчивую индивидуальную "программу" и начать саморазвитие в онтогенезе.
   Первым, кто обнаружил подобие данного биологического процесса и необратимых термодинамических диссипативно-синергетических систем, был опять же И. Пригожин. Он пишет: "В начале ХХ в. немецкий эмбриолог Ганс Дриш (...) обнаружил, что уже на некоторой ранней стадии зародыш способен выдерживать сильнейшие возмущающие воздействия и, несмотря на них, развиваться в нормальный функционирующий организм. В то же время, просматривая развитие зародыша, отснятое на пленку, мы "видим" скачки, соответствующие качественным реорганизациям тканей, совершаемые при таких скачках ошибки немногочисленны, ибо скачки реализуются воспроизводимо" (14,157).
   Однако обобщая результаты исследований эмбриолога Дриша И. Пригожин, как собственно и все исследователи неравновесной термодинамики, делает теоретическую ошибку. Так, комментируя "игру бифуркаций, как механизмов зондирования и отбора взаимодействий, стабилизирующих ту или иную траекторию" (14,157), он считает, что зародыш в состоянии между "скачками, соответствующими реорганизации тканей" не просто зондирует и выбирает "ту или иную стабилизирующую траекторию", а выходит за пределы текущих параметров саморазвития доминирующей окружающей среды (макроструктуры среды, экосистемы). Тогда как на самом деле зародыш всего лишь структурно адаптируется к текущим параметрам этой среды и получает устойчивую "программу" своего индивидуального развития в онтогенезе.
   Но и биологи совершают стратегическую ошибку и в данном случае биологический процесс чередования зон и структурной адаптации зародыша к внешним условиям среды переносят на процесс филогенеза, при котором, по их коллективному убеждению, наблюдается структурная "модификация алгоритмов развития" в последующих поколениях. Причем, случайности и ошибки мутаций как нельзя, кстати, очень удобно "вписываются" в данную превалирующую биологическую версию эволюции!
   Так, например, В. Грант пишет: "Филогенетическое изменение, наблюдаемое во взрослом организме, можно рассматривать как результат последовательно модифицированных онтогенезов" (Garstang, 1922; de Beer, 1951; Lovtrup, 1978) (1, З70). О том же пишут и российские биологи: "В ходе эволюции меняются не сами морфологические признаки, а генетически обусловленные алгоритмы их формирования в онтогенезе. Данные эмбриологии свидетельствуют о том, что алгоритм развития каждого вида живых организмов является модификацией алгоритмов развития его предков" (8).
   Однако данную версию эволюции биологических систем опровергают материалы генетиков. Если бы реальная эволюция биологических систем проходила при онтогенезе и филогенезе - "модификации алгоритмов развития" в каждом поколении, то генетики в реальном времени наблюдали бы прибавление очередных буквенных символов в цепочках ДНК, чего нет в действительности.
   Да и П. Кемп и К. Армс, обобщая материалы по эволюции различных видов животных, которые существовали миллионы лет назад, хотя и опосредовано, но тоже ставят под сомнение вышеизложенную версию эволюции: "Известно немало случаев, когда ископаемые формы, существовавшие миллионы лет назад, поразительно сходны с ныне существующими видами (рис.2,19). На основе всего этого в конце сороковых годов Эрнст Майр (Ernst Mayr) и Джордж Гейлорд Симпсон (George Gaylord Simpson) высказали предположение, что, по крайней мере, у некоторых видов эволюция происходит по типу, получившему теперь название прерывистого равновесия. В 70-х г.г. к ним присоединились многие другие эволюционисты. Согласно этой точке зрения, виды могут существовать на протяжении более или менее длительного времени, не изменяясь; это означает, что частоты разных генов остаются вблизи некоторого положения равновесия, определяемого некоторыми общими селективными факторами. Затем какое-то изменение среды или крупная генетическая мутация вызывает быстрые (в эволюционном масштабе времени) изменения в генофонде, и всего за несколько тысяч лет появляется новый вид со своим собственным генетическим равновесием" (2, 44).
   Конечно изменение параметров среды (экосистемы) частично объясняет появление новых видов на основе прежних, но ускользает технология и сам процесс вещественной эволюции и обновления видов, при котором генетический код дополняется новыми буквенными символами и новыми морфологическими свойствами.

II.

   Перенос биологами процесса, который проходит "в начальной стадии развития зародыша" на момент оплодотворения, при котором, по единодушному мнению ученых, возможны случайности и ошибки мутаций, принципиально изменяет технологию функционирования и саморазвития биологических систем (популяций живых организмов) в окружающей среде и уводит в сторону от подлинных законов саморазвития природы. И это можно доказать.
   Выше мы установили общие принципы функционирования неравновесных термодинамических и биологических систем в открытой среде. Теперь давайте рассмотрим те важные различия, которые наблюдаются между теми и другими системами при функционировании в открытой среде.
   Так, например, мы выяснили, что необратимые термодинамические системы вещественно не эволюционируют в открытой среде. При доминирующей и управляющей роли окружающей среды (макроструктуры среды) они лишь структурно переформатируются под текущие параметры (аттракторы) среды. Причем, при чередовании зон и последовательности структурных самоорганизаций они обновляют "начальные условия", "тип структуры" и "режим функционирования".
   Биологические системы сохраняют устойчивые "начальные условия" - генетический код, что позволяет им копировать морфологические свойства своих предков. При этом не в пример термодинамическим системам, они только в стадии зародыша структурно адаптируются и переформатируются под текущие внешние условия саморазвивающейся окружающей среды (макроструктуры среды, экосистемы), что изменяет их "тип структуры" и "режим функционирования", и позволяет биологам говорить "о модификации алгоритмов развития" при филогенезе.
   Но все это означает, что биологические системы (популяции живых организмов) в каждом поколении саморазвиваются в комфортных условиях или в тех условиях, которые "предоставляет" им окружающая среда (экосистема).
   И уже только это означает, что случайности и ошибки мутаций должны быть полностью исключены из рассмотрения как непременное условие эволюции биологических систем. Скорей всего случайности и ошибки мутаций отбраковываются природой, как неприемлемое и противоестественное условие не только для эволюции, но и вообще для существования биологических систем.
   В то же время - в "папке" биологов содержатся материалы, которые существенно углубляют и детализируют наши исследования.
   Так, выше мы установили, что биологические системы адаптируются к внешним условиям только "на некоторой ранней стадии саморазвития зародыша". Причем, вместе со структурой (самоорганизацией) зародыш получает и "программу" своего индивидуального развития в онтогенезе. Но самое примечательное то, что согласно материалам биологов, например, зародыш человека между 4 и 12 неделями беременности женщины оформляет развитие не только физических органов, но и органов чувств и мозга (органов отражения), которые тоже программируются под текущие физические параметры (аттрактор) саморазвития доминирующей окружающей среды (макроструктуру среды, экосистему) (2, 518).
   Иными словами, при филогенезе в каждом следующем поколении происходит Структурная "модификация" физических органов, органов чувств и мозга (органов отражения) под внешние условия саморазвития окружающей среды с положительной обратной связью. Такая структурная 'модификация' позволяет биологической системе человека (его родовой популяции) физически всегда пребывать в стабильном и устойчивом состоянии относительно текущих параметров саморазвития окружающей среды (макроструктуры среды) и в то же время - продуцировать структурные изменения, которые происходят с органами чувств и мозга человека!
   Последние выводы позволяют нам перенести исследование системы человека (его родовой популяции) из "мира физики" в "'мир истории" функционирования человечества. Где, по мнению ряда ученых, находятся "неведомые феноменологические факторы", "управляющие механизмы" или просто отражение, которое через обратную связь взаимодействует и конкретно воздействует на физику (биологическую систему) человека (его родовой популяции).
   К сожалению, "мир истории" человечества (какой мы ее знаем) или другими словами - отражение, до сих пор не адаптирован к функционированию физики человека (его родовой популяции) или, другими словами - к диссипативно-синергетическому функционированию и саморазвитию системы человека в естественной природе.
   А между тем некоторые ученые уже вышли из привычных границ чисто физических исследований, и утверждают не только о наличие второй составляющей у любой материи природы (систем) - отражения, но и о его системосохраняющих, управляющих и телеологических свойствах.
   И все же отражение для ученых пока остается неразрешимой загадкой: вроде бы существует и даже опосредовано указывает на свои конкретные свойства, и в то же время его невозможно обнаружить в объектив научного прибора.
   Поэтому до сих пор актуально звучит пожелание С.Н. Смирнова: "Философия и естествознание еще не в состоянии дать более или менее обстоятельный ответ на вопрос о том, как отражение функционирует в качестве самостоятельного момента движения физических образований, какую конкретную роль этот момент играет в движении неживых тел (мы пока ограничимся биологическими системами). Получение такого ответа остается одной из труднейших проблем теории отражений" (9,31).
   С другой стороны - мы так ничего конкретного не можем сказать о вещественной эволюции биологических систем (в данном случае - системы человека) в окружающей среде (в пределах саморазвития макроструктуры окружающей среды). Может быть при исследовании отражения мы обнаружим те упраляющие механизмы и отражательные условия, при которых проходит вещественная эволюция человечества в природе.
   Поэтому я предлагаю перенести наши исследования в более целостную и содержательную работу, в которой впервые будет исследована история человечества через исследование диссипативно-синергетической системы человека (его родовой популяции) в природе.
  
   Смотрите в интернете: Алешин Олег Васильевич, монография 'Эволюция'.
  

Список авторов.

   1. Грант В. Эволюционный процесс. М., 1991, М., из-во "Мир"
   2. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. 1998, М., из-во "Мир"
   3. Князева Е.Н. Синергетически конструируемый мир//Синергетика. Будущее мира и России. М., 2008, URSS
   4.Князева Е.Н., Курдюмов С.П.Основания синергетики. Синергетическое мировидение. М., 2005, URSS
   5. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания cинергетики. Человек, конструирующий себя и свое будущее. М., 2007, URSS
   6. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика. М., 2007, URSS
   7. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Вопросы философии. М., 1997, ?3
   8.Марков "Доказательства эволюции" (интернет)
   9. Назаретян А.П. Разум во Вселенной. М., 1990
   10. Пиаже Ж. Теория Пиаже//История зарубежной психологии. М., 1986, изд-во МГУ
   11. Пригожин И. Конец определенности. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2001.
   12. Пригожин И. От существующего к возникающему М., 2002, УРСС
   13. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 2001, УРСС
   14. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., УРСС
   15. Смолуховский М. Исследования о броуновском движении и молекулярной статике//Второе начало термодинамики. М., 2009, URSS
   16. Степин В.С. Теоретическое знание. М., Прогресс-Традиция, 2000.
   17. Степин В.С. О философских основаниях синергетики//Синергетика. Будущее мира и России. М., 2008, URSS
   18. Тимирязев А.К. Предисловие//Второе начало термодинамики. М., 2009, URSS
   19. Фогель Ф., Матульски А. Генетика человека. М. 1990, Т.2
   20. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М., 2005, URSS
   21. Хакен Г. Синергетика как мост между науками//Синергетическая парадигма. М., Прогресс-традиция, 2003, ?3
   22. Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. М., 2001, УРСС
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"