Юрий Григорян.

Эволюция человечества. Книга 2. Эволюционный путь человечества. Через войны и кризисы к интеграции



скачать книгу бесплатно

Казалось бы, пока мы имеем дело с внутренними флуктуациями в системе с конечным количеством элементов, то только наше незнание параметров состояния каждого из них не позволяет сделать вывод о результате скачка. Конечно, известная проблема взаимодействия трех и более частиц, ставит предел возможностям математического описания того, что произойдет. Но это проблема формализации. Если вообразить, что мы знаем все микросостояния, то можно быть уверенным, что феноменологическое описание справится с предсказанием состояния конечной системы. Конечно, такое можно предположить, если достаточно действие внутренних сил. Однако даже воображаемое всезнайство не поможет, если иметь в виду влияние внешнего мира с его бесконечно многообразным воздействием на любую естественную систему. «Флуктуации окружающей среды могут воздействовать на бифуркации и, что более важно, порождать новые неравновесные переходы, не предсказуемые феноменологическими законами эволюции» (там же). А в переходах первого рода именно такое воздействие надо учитывать.

Обратим внимание на то, что когда речь идет о переходе пар-жидкость, влияние центра нуклеации ограничивается его ролью в создании зародыша новой фазы. Неважно, будет ли инициирована первичная капля воды примесной частицей, или ионом, или элементарной частицей, как в камере Вильсона, эффект касается лишь возникновения зародыша достаточного размера. Теоретические рассуждения ведутся относительно поверхностного натяжения, поверхностной энергии и диффузии, а специфические свойства ядра не представляют какой-либо ценности. К тому же и после полного превращения пара в воду центр уже ничем себя не проявляет. Любая вода нами воспринимается как просто вода. Во всяком случае, о тонкостях возможного различия и зависимости от зародыша ничего определенного не известно.

Иначе обстоит дело с переходом жидкость-кристалл. На сей раз при оценке зародыша выделяют большее количество признаков, чем при конденсации пара. Учитывают определенную огранку, имея в виду различные поверхностные натяжения для каждой грани. В качестве признаков примеси (подложки), на которой образуется зародыш, отмечают такие факторы, как форму ее структуры, химическую природу поверхности подложки. Эти признаки определяют краевой угол между подложкой и твердой фазой зародыша, а тем и эффективность гетерогенного зарождения кристалла. По сравнению с переходом в жидкость формирование кристалла, как более сложной интеграции, требует более специфичных параметров внешнего влияния, способных разрешить метастабильное состояние системы. Надо полагать, для еще более высокого уровня интеграции, потребуется также более специфичные факторы внешнего воздействия.

Обратим теперь внимание на те изменения, которые задаются привнесенным веществом. Для теории фазового перехода ценность представляли лишь стадии единого процесса до и после превращения. Когда же концентрируются на том, что представляет собой твердое тело, то на первый план выходит описание формы его внутренней взаимосвязи.

И тогда приходится иметь дело не только с общими термодинамическими параметрами, но с тем единичным элементом, который повлиял на возникшую структуру. Конфигурация кристаллической решетки в некоторой степени обязана той «затравке» в виде примеси или частички ранее образовавшегося кристалла, который не только снижает или снимает барьер зародышеобразования, но и способствует формированию кристалла. Влияние температурных градиентов, направленности и скорости изменения температуры и давления имеет немаловажное значение для образования той или иной модификации решетки. Этот фактор относим к состоянию системы в целом. Однако свой вклад в структуру вносит и тот случайный элемент, чаще всего примесь, под определенные признаки которой подстраивается зародыш, и далее весь кристалл. Что именно следует отнести к заслуге примесной частицы, а что к свойствам системы, трудно определить. Подбор определенных «примесей» для получения нужных свойств, легирование металла и полупроводниковых материалов специальными веществами – все это есть использование «чужих» элементов для формирования новых качеств.

О значимости внешнего воздействия говорит и тот факт, что кристалл в процессе роста повторяет своеобразие зародыша, а в случае с затравкой в виде частицы кристалла, повторяет форму решетки последнего. Например, при дендритном росте каждый дендрит растет из одного центра кристаллизации, отчего все его ветви имеют одинаковую ориентировку, а весь дендрит со своими ветвями представляет собой монокристалл. Также и при не дендритном росте образование ориентированных зародышей приводит к образованию ориентированных кристаллов.


ПРИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ ПЕРВОГО РОДА ПРОИСХОДИТ «ОТРАЖЕНИЕ» ВНЕШНЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Можно указать на аналогию между явлениями физического уровня и отражением живых существ, поскольку при формировании нового качества в них сказывается особое значение случайных для системы признаков внешнего объекта. Неравновесное метастабильное состояние системы соответствует напряженности, возникающей при «неразрешенной активности» в живой природе, когда прежние механизмы оказываются неспособны восполнить «недостаток» в данных условиях среды. Схожая напряженность и неспецифическая активация мозга возникает и при бесплодном решении задач.

Как уже было сказано, плодотворная интеграция не может состояться в системе абсолютно гомогенных элементов. Взаимодействие, необходимое для взаимосвязи, может осуществиться, если элементы находятся в противоположных состояниях, иначе говоря, в случае гетерогенности гомогенных элементов. Противоположение в такой системе возникнуть не может. Для этого потребуется случайное для системы воздействие внешнего объекта или даже прямое включение инородного тела в образуемый целостный объект. Такое намеренно делается при легировании для получения требуемых качеств металлов или полупроводников. При этом существенным вкладом является не сам внесенный субстрат, а некоторый его признак, обеспечивающий особенность состояния элементов для их взаимосвязи и тем самым определенное качество формирующейся интеграции. Возникшая структура уже без примесного тела может дуплицировать себя во всем объеме кристалла. Именно благотворный признак внешнего следует считать «отраженным» в новом качестве системы.

В истории развития живых организмов также включения требуемых элементов среды в новообразованные интеграции были вполне распространенным явлением. Органоиды формировались благодаря вовлечению не только клеточных элементов, но и свободных ионов и катионов находящихся в среде их существования. Более того, в последующем усложнении организмов присовокуплялась к клеткам и часть прежней среды с теми элементами, которые были нужны для постоянного воспроизведения деятельности клеток. Поэтому внеклеточная среда повторяет ионные параметры морской воды. «Интернализация» инородного вещества присуща многим морфологическим образованиям. При этом вещество вносит то самое «нечто», что формирует новую интеграцию. К тому же наличие внешнего субстрата или его какого-либо признака поддерживает при каждом распаде и восстановлении данной интеграции (клеточных элементов, клеток, органов) условия «отражения» прежнего воздействия. Но что именно, какие параметры воздействующего объекта, оказываются отраженными в интеграции, отметить не так-то просто.

В принципе подобная проблема стоит и при познании. Только в экспериментах точно знаешь сигнальные раздражители, порождающие условный рефлекс. В естественных условиях выделить событие, оказавшее решающий эффект на когнитивный акт, редко когда удается.

Можно указать и на другую немаловажную аналогию. Структурированная благодаря внесистемному воздействию новая интеграция в последующем проявляет собственную активность в соответствующей форме. При этом как-то проявляется и «интернализованное» внешнее свойство. Кристалл оказывает на среду воздействие, специфика которого задана структурой, а значит и особенностью «иного», ставшего «своим». В благоприятных условиях кристалл растет, подстраивая внешние элементы под свою конфигурацию. Подобным образом ведет себя животное, обученное рефлексу. В соответствующей обстановке при данной мотивации она воздействует на окружающие объекты по выработанному образцу. Проявляется закрепленная система с отраженными сигнальными параметрами.

Самым существенным качеством и фазовых переходов, и формирования условных рефлексов, и познания является их принадлежность к актам развития. Новые интеграции во всех подобных явлениях представляют собой новое качество, не сводимое к сумме своих элементов; тем самым они создают целостность нового уровня. В меру вовлечения в свою структуру дотоле «чуждого» внешнего фактора система повышает устойчивость в окружающей среде.

Этот комплекс аналогий позволяет предположить, что отражение внешнего воздействия и для неживой и для живой природы заключено в «интернализации» каких-то его параметров при образовании новой интеграции.


ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЖИВОМ ОРГАНИЗМЕ, АНАЛОГИЧНЫЕ ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДАМ

Известно немало процессов, происходящих в живом организме, которые хорошо подпадают под тип переходов второго рода. Таковы многие конформационные преобразования, явления изомеризации. В частности, изомеризация зрительного пигмента, ретиналя, от конфигурации 11-цис-ретиналя до транс-ретиналя и обратно. Схожим образом возникает потенциал действия у нейронов. При описании белковых превращений спираль – клубок используют распространенную одномерную модель Изинга, удачно оценивающую переход второго рода. Конечно, если для физических систем можно достаточно строго разделить отмеченные два рода, то для столь сложных систем, каковыми являются белковые и нуклеиновые вещества, не говоря уже о клетках и органах, едва ли корректно отмечать только лишь один вариант переходов. В непрестанно совершаемых в организме преобразованиях задействованы многообразные превращения, в которых можно выявить и тот, и другой род.

Но меня вместо строгих характеристик привлекает один момент: отсутствие метастабильности, мгновенные переходы из одного состояния в другое внутри организма. С подобными переходами не только второго, но и первого рода мы часто встречаемся в природе. К примеру, без задержек происходят превращения вода – лед в обычных земных условиях. Множество примесей в водоемах позволяет воде при низких градусах сразу же затвердеть. Стало для нас привычным, что изменения климата сопровождаются обратимыми круговоротами вода – пар – вода, вода – лед – вода. Как только температура достигает критической отметки, вода замерзает, обычно не впадая в метастабильность.

Незамедлительные превращения и в ту или другую сторону объясняются тем, что биосфера, как более широкая система, в которой существует система водоема, содержит требуемые для этих преобразований средства.

Подобное качество среды оказывается одним из наиболее важных факторов деятельности организма. Когда происходят повторные превращения, данная интеграция, будучи не раз воспроизведенной, вновь восстанавливается уже при наличии благоприятных обстоятельств. Облегченные переходы означают, что произошли помимо прочего сопряженные изменения самой среды. Количественно разросшиеся и умножившиеся новые объекты влияют со своей стороны на окружающую их природу. Увеличивается не только количество возникающих целостных объектов, но и частей их распада, каждая из которых несет в себе влияние структуры целого и оттого способна стать материалом или, еще лучше, матрицей для нового воспроизводства. Примерно так, как частицы разломанного кристалла могут быть самым удобным зародышем для последующей кристаллизации. В сопряженно-развитой среде значительно облегчаются превращения по типу переходов первого рода.

Что же касается новообразований, иначе говоря, того, чего ранее в природе не существовало или не существовало в данной среде, то процесс интеграции не будет столь простым и скорым. Метастабильное состояние высоковероятно, если разнообразие среды и флуктуации состояний в ней соответствуют уровню прежнего рода объектов. Гетерогенность наличных объектов лишь при глубокой метастабильности может удовлетворить новую целостность. Но при таком состоянии системы нужно ожидать, что в нее вовлечется множество оказавшихся активированными элементов, в том числе и таких, которые не обязательны для устойчивого существования и гомеостатического функционирования возникающей интеграции. Последующая история воспроизводства однородных объектов уже на основе матричных компонентов, что особо важно для живых организмов, будет очищать их от балласта ненужных элементов, приближая компонентный состав к требуемому для функционирования минимуму. Этот процесс в высшей степени затрагивает древние элементы и подсистемы организма, на базе которых формировались интеграции более высоких уровней.

В целостном объекте многие вещества, вовлеченные в систему, сохраняют свою надобность для ее подсистем. Поэтому иерархически более высокие уровни содержат компоненты, представляющие внешнюю среду для подсистем, и тем обеспечивают их средствами необходимыми для функционирования. Само по себе функционирование, как и существование любого объекта, проявляется главным образом в многократном частичном распаде и восстановлении целостности (диссимиляция и ассимиляция). Энтропийные процессы ведут к «недостатку» в структурном составе подсистем, негэнтропийные – к повторному обретению единства. Второй процесс оказывается внутри организма более облегченным, чем даже в сопряженно-развитой среде. В этом аспекте из-за отсутствия выраженной метастабильности все преобразования упрочненных подсистем напоминают переходы второго рода.

По существу мы имеем воспроизведение той же истории их восхождения, но уже в очищенном минимизированном ее развертывании по сформировавшемуся образцу. Наличная матрица и приспособленная среда организма предельно ускоряют растянутый в истории процесс.


ОЩУЩЕНИЕ, ВОСПРИЯТИЕ, ПОЗНАНИЕ

Принято располагать формы отражения живых организмов по мере их усложнения в такой последовательности: раздражение, ощущение, восприятие, представление, познание. Не суть важно, что некоторые авторы исключают одни или отдают предпочтение иным формам. Многое зависит от критерия подхода. В частности, раздражение я бы не стал относить к формам отражения, поскольку в этом случае организм лишь проявляет свою структуру с определенной активацией на ранее «интериоризованные» типы внешних раздражений. Новообразований при этом не возникает.

Раздражимость присуща даже организмам на донервном уровне, простейшим (Protozoa) и кишечнополостным (Coelenterata), и животным с диффузной сетью нервных клеток. Формы индивидуально приобретаемых ими реакций чаще всего объясняются так называемой «сенсибилизацией», то есть повышенной активацией, когда следы предшествующего возбуждения усиливают эффект настоящего воздействия, отчего организм реагирует на раздражители, бывшими прежде подпороговыми. Повышение чувствительности может изменить реакцию на индифферентные сигналы, индифферентные сугубо по отношению к действующей биологической модальности. Что касается сенсибилизации, то во многих экспериментах по выработки суммационного рефлекса индифферентный и безусловный раздражители могли предъявляться в самом разном сочетании. Ритмическое нанесение одного только безусловного раздражителя приводило к такой же суммационной активированности, после чего даже первое предъявление индифферентного раздражителя может создать эффект суммационного рефлекса. В этих вариантах сказывается повышенная возбудимость данного организма, но не новоообразованная рефлекторная взаимосвязь.

Эволюция живого мира длилась многие сотни миллионов лет. В течение длительного периода развития интегративные явления заключались в морфологических изменениях, в них же происходила «интернализация» внешнего. Должен был сформироваться достаточно сложный организм, чтобы структурные преобразования начали осуществляться на функциональном уровне много чаще и лабильнее. Такие возможности предоставила нервная система, обладающая необходимой специализацией, когда многие внешние раздражители приводили к локальной активации и могли служить в качестве сигналов для биологических функций. В этом случае становится необходимым последовательное сочетание индифферентного и безусловного раздражителей. На промежуточном этапе, у планарий, ланцетников, миног и т. п. предшествование индифферентного сигнала безусловному раздражению создавало опять-таки сенсибилизацию, но столь длительную, что могла обеспечить реакцию и на отдельно предъявленный сигнал. При иной последовательности сочетаний аналогичный рефлекс не вырабатывался. Если на донервном или диффузно нервном уровне каждый раздражитель оказывал в принципе однотипный сенсибилизирующий эффект, то эволюция подвела к такой структуре, когда индифферентный сигнал способствовал возникновению безусловной активности, проявляя свой именно сигнальный характер. Фактически образовывался условный рефлекс, хотя и непрочный. Возникшая связь не фиксировалась в структуре в качестве нового единства внешнего и внутреннего, но была действенной в течение определенного времени.

Возникновение условного рефлекса в результате формирования новых интеграций оказывается возможной лишь при достаточно развитой ЦНС (центральной нервной системы). Это уровень высших моллюсков, ракообразных, пластинчатожаберных рыб и т. п. У млекопитающих условный рефлекс является основной формой приспособления к среде обитания. При его формировании проявляются все основные стадии переходов первого рода – активация, охватывающая всю систему; метастабильное состояние – состояние неразрешенной биологической потребности; внешнее воздействие, требуемое для образования центра нуклеации, ту же роль играет индифферентный раздражитель, запускающий вариант разрешения активности. Но самое главное – результатом перехода становится новая интеграция ранее невзаимосвязанных элементов на основе внешнего воздействия, которое тем самым «отражается» животным.

Конечно, отражение не является результатом созерцания. Оно включено в деятельность субъекта, воспроизводя свою значимость при активации структуры, адаптированной к среде с соответствующей ценностью отраженного признака. Кристалл, конфигурация которого сформировалась на основе примеси, позже проявляет соответствующее влияние в каждой свой частице, но наиболее активен в граничных слоях, формируя по своему подобию подходящий внешний материал (жидкость того же состава). Животное при непрестанном воспроизводстве своих элементов также редуплицирует морфогенетическую интегральную матрицу (ДНК, РНК), которая формировалась в течение длительного периода зарождения жизни. Но на высших этажах организации оно способно к более динамичному образованию интеграций, а при необходимости столь же динамичному развертыванию их активности. При этом нужно учитывать, что для преобразования систем с элементами высокой сложности требуется особое, также сложное, внешнее воздействие, способное инициировать благотворную взаимосвязь. Сигнальные факторы должны находиться в некотором закономерном отношении к тому «потребному» объекту, который способен разрешить дотоле неразрешаемую активность субъекта. Поэтому во внутренней интеграции они окажутся центром связи с определенным поведенческим комплексом, обеспечивающим разрешение этой потребности. Поскольку «обучение» развертывается под влиянием биологической активности организма, то последующая действенность рефлекса проявится при том же внутреннем состоянии и внешних сигналах, на сей раз инициирующих поведение, увязанное с этими факторами.

Условнорефлекторную реакцию на внешний сигнал называют ощущением, надо полагать, имея в виду несколько обстоятельств. Во-первых, по мере дифференцировки нервной системы биологически менее значимые раздражения от света, звука и т. п. утвердились в собственной сенсорной области, относительно независимой от двигательной системы, в то время как на уровне диффузной нервной системы внешнее воздействие оказывало столь же диффузное реагирование, аналогично безусловной раздражимости. Во-вторых, многообразность сигналов по модальности и типу в процессе дифференцировки специфицировали сферу сенсорики. В-третьих, простейшая реакция на раздражитель, по типу фототаксиса или хемотаксиса, в более развитой форме проявляется как ориентировочная реакция и составляет одну из основных предпосылок условного рефлекса.

Такой же относительно самостоятельный эффект может обрести и двигательная часть рефлекса, что легко выявляется в инструментальных реакциях при удовлетворенной основной мотивации. Можно представить процесс этой эволюции в плане дифференцировки и разделения той слитной активации простейших, когда действует безусловный раздражитель, вызывающий непосредственную реакцию. Позже от основного древа идет выделение относительно самостоятельных сенсорных и двигательных ветвей. Обе они питаются соками активности базовой системы, к тому же перекрещиваются на всех этажах ветвления. Поэтому об их самостоятельности можно говорить, лишь подчеркивая факт относительности. Интеграция каждого уровня вырастает на основе активности элементов предшествующего уровня, вплоть до базовой активации. Но, удаляясь от корней, высшие интеграции способны проявить собственное (относительно) влияние на базе возникших взаимосвязей.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Поделиться ссылкой на выделенное