Принцип активности в живой природе (философский аспект) - 1
Москва, 1988 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение. Принцип активности и его значение для понимания сущности жизни.
Глава 1. “Процесс” - базовая категория при исследовании живого.
Глава 2. Понятие устойчивости и отбора систем и процессов.
Глава 3. Понятие активности. Особенности активности в живом.
Заключение.
ВВЕДЕНИЕ. Принцип активности и его значение для понимания сущности жизни.
Как только человек начал осознавать себя, как только понял, что он частичка живого, так встал перед ним вопрос о сущности жизни. Этот вопрос продолжает мучить человечество на протяжении всей истории. В современных условиях ученые из разных областей знания пытаются приблизиться к его решению. Г.А.Югай пишет: ”Революция в современной биологии сопровождается взаимными процессами дифференциации и интеграции биологического знания. Чем глубже его дифференциация, тем больше возрастает потребность в противоположном процессе - синтезе, интеграции знания и создания на этой основе общей, универсальной теории жизни. Об этом свидетельствует тот факт, что вопросы формирования общей теории жизни (ОТЖ) находятся сейчас в центре внимания не только многих биологов, но и физиков, математиков, кибернетиков, химиков, а также философов.”(1) Это означает, что на первый план сегодня выходит исследование фундаментальных принципов жизни, их взаимосвязи с основными законами живой и не живой природы, а также с наиболее общими законами движения и развития, то есть законами диалектики.
В предлагаемой работе будет сделана попытка исследовать один из таких основополагающих принципов - ПРИНЦИП АКТИВНОСТИ ЖИВОГО, который находит свое выражение в активном характере приспособления и отражения живых организмов: ”...главная особенность живого характеризует приспособление как активный процесс, а не как пассивное следование за изменениями внешней среды.”(2) “Самоорганизация системы невозможна без активного отражения среды, которое необходимо для преодоления сопротивления... Среды...”(3) Такая специфическая активность является одним из критериев жизни, выделяющих ее из неживой природы.
Проблема активности живого имеет не только чисто познавательное значение. Она исключительно важна с методологической и мировоззренческой точек зрения. Проблема активности живого, а, следовательно, активности сознания играет значительную роль при решении основного вопроса философии. Не случайно всякая система идеалистической философии своим центральным пунктом считает пассивность материи, природы, а активность приписывает только сознанию, или какому-то другому идеальному началу. Это или искра божья, или Я, которые активизируют, организуют вещество, приводя, в конечном счете, к появлению жизни и ее венца - человеческого сознания.
В “Диалектике природы” Ф.Энгельс дает классическое определение жизни: ”Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. Если когда-нибудь удастся создать химическим путем белковые тела, то они, несомненно, обнаружат явления жизни и будут совершать обмен веществ, как бы слабы и недолговечны они ни были.”(4) В этом определении сформулировано то понимание принципа активности, которое сейчас общепринято среди ученых, придерживающихся диалектико-материалистических взглядов. Это понимание можно определить как функциональное. Его ясно выразил В.Г.Афанасьев: “Следуя Ф.Энгельсу, мы считаем, что такой основополагающей функцией является обмен веществ как между компонентами живой системы, так и главное - между нею и окружающей ее средой.”(5) здесь же он дает свое определение жизни: “...жизнь есть целостная система, заключающая в себе необходимое и достаточное число компонентов, способных обеспечить осуществление ее функций.”(6) Из этого следует, что при таком подходе активность живого понимается как функция некоторой материальной системы, при этом базовой функцией является обмен веществ. Этот подход основан на таком понимании жизни, основной, опорной категорией которого является категория СИСТЕМА (это ясно из определения В.Г.Афанасьева). Системное понимание жизни, плодотворное во многих отношениях, распространенное сейчас очень широко, имеет свои недостатки, которые, кроме прочего, касаются проблемы активности живого. Системе как таковой не присуща активность. Системы могут быть, в равной мере, и активными и неактивными. Даже большим “предпочтением” пользуются неактивные, они и распространены в природе наиболее широко, исключение составляют только живые системы. “Тенденция к угасанию, пассивности материальных систем неживой природы была замечена давно, в том числе и философами. Так, Гегель, разделяя всю природу на механизм, химизм и организм (телеология), считал, что для химизма, как и для всей неорганической природы, характерно угасание, прекращение отдельных химических реакций, отсутствие способности к самоорганизации, самообновлению процессов”.(7) “Только ОРГАНИЧЕСКОЕ тело, - писал Ф.Энгельс, - реагирует САМОСТОЯТЕЛЬНО... обладает САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ силой реагирования...”(8) . До сих пор остается загадкой как из неактивных систем появились активные, живые. Уже доказано, что абсолютно случайным актом это быть не могло, “...концепция случайного возникновения “живой молекулы” практически совершенно бесплодна... и теоретически неверна.”(9) тогда напрашивается вывод: либо свойство активности привносится в систему извне (что подталкивает к идеализму), либо это свойство, как, к примеру, отражение, имеет некоторое основание в самой сущности системы как таковой, является в некотором смысле ее атрибутом.
ГЛАВА 1. “ПРОЦЕСС” - БАЗОВАЯ КАТЕГОРИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ЖИВОГО.
В настоящей работе будет сделана попытка преодолеть эти недостатки, взяв при определении сущности жизни за центральную - категорию “ПРОЦЕСС”.
Изначально этот подход основывается на понимании жизни как формы движения. При этом конкретные живые образования в конкретных условиях описываются при помощи категории “процесс”, то есть, таким образом, интерпретируется в единичном общее понятие - форма движения.
В работе не ставится задача отказаться от категории “система” или принизить ее значение, просто она займет несколько иное положение, соответствующее пониманию сущности жизни, излагаемому в работе.
Попробуем определить категорию “процесс”. Как и большинство фундаментальных категорий, она довольно-таки расплывчата, и практически не поддается формальному, строгому определению. Тем не менее, существует необходимость в ее конкретизации относительно других категорий. Более общим понятием по отношению к “процессу” является понятие “движение”, “изменение”:
- процесс - это некоторое определенное изменение;
- в категории “процесс” акцентируется внимание на характере перехода, изменения. То есть процесс - тот акт, в результате, в течение которого произошло изменение в объекте, субъекте, явлении.
Рассмотрим соотношение категорий “процесс” и “функция”. Процесс характеризуется большей независимостью от внешних условий, чем функция, которая достаточно строго детерминируется системой. Существует тенденция чрезмерно широкого толкования категории “функция”, подмены ею категории “процесс”. Процесс трактуется, как функция некоторой системы. Такой подход обедняет категорию “процесс”. Если категория “изменение” не акцентирует внимание на характере перехода в момент изменения в силу своей широты и всеобщности, то категория “функция”, напротив, из-за своей узости не включает в себя внутренней характеристики и своеобразия изменения. Например, окислительная функция окружающей нас среды как системы, содержащей в свободном виде кислород и неокисленные углеводороды, может осуществляться в ходе различных процессов: горения, более сложных химических процессов и, наконец, в виде дыхания живых существ.
Отношение категорий “процесс” и “жизнь” можно выяснить, опираясь на мысль Ф.Энгельса о том, что “жизнь, обмен веществ, происходящий путем питания и выделения, есть самосовершающийся процесс”.(10) “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.”(11)
Глубочайшее положение Ф.Энгельса о том, что жизнь - “самоорганизующийся процесс” в химической среде, к сожалению, еще недостаточно развито, а тезис о том, что “если когда-нибудь удастся составить химическим путем белковые тела, то они, несомненно, обнаружат явления жизни и будут совершать обмен веществ”(12) трактуется, как прямолинейное указание, нацеливающее на поиск химических средств создания живых систем, наподобие химических систем. Существуют попытки построить модель химической эволюции, в ходе которой химические системы (органические молекулы) усложнились до такого уровня, что в них зашевелилась жизнь (Кальвин М.).
С целью преодолеть недостатки категории “система” вводится понятие “открытая система”, которое претендует на достаточно исчерпывающее описание живых организмов. А.И.Опарин о таких системах пишет: ”Постоянство их свойств во времени характеризуется не термодинамическим равновесием (как это наблюдается в изолированных от внешней среды замкнутых системах), а наличием стационарного состояния, при котором соблюдается известное постоянство односторонне протекающих процессов”(13) . То есть - это системы обладающие “сквозной” функцией, исполнение которой в большей или меньшей степени зависит от окружающей среды. Но примат системы над процессом сохраняется, и опять-таки процесс низводится до функции. Такая трактовка дает возможность описать многие существенные свойства и стороны жизни, но ключа к ее происхождению из неживой природы и появлению активности живого к сожалению не дает.
ДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ ПРОЦЕССЫ В УСЛОВИЯХ ЗЕМЛИ.
Рассмотрим процессы, которые могли послужить основанием для появления жизни. Особенности климатических, геологических и химических условий, сложившихся на Земле к периоду возникновения на ее поверхности жизни, достаточно хорошо описаны у А.И.Опарина. На Земле сформировался так называемый “мировой бульон”, то есть водный раствор, возникших абиогенным путем, простейших органических веществ, который существовал в своеобразных термодинамических условиях:
Во-первых, благоприятный температурный режим, позволявший воде присутствовать в жидком состоянии.
Во-вторых, - наличие энергетических источников: радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение, вулканизм, удары метеоритов, молнии.(14)
В-третьих, постоянные колебания условий достаточных для качественного изменения протекания химических реакций (смена дня и ночи, времен года, всевозможные климатические изменения и т.д.), но недостаточные для полного уничтожения результатов этих реакций (отсутствие полного выжигания или вымораживания и т.д.). То есть первичный мировой бульон находился под постоянным воздействием изменяющихся внешних факторов, стимулирующих протекание химических процессов в нем. Например, днем под воздействием жесткого излучения солнца синтезируются простейшие аминокислоты, а ночью из-за агрессивности среды идет обратный процесс их разложения. Обыкновенно на это активизирующее влияние среды (беспрерывность этого влияния) внимание не акцентируется, так как оно, в принципе, плохо совместимо с идеей химического отбора. Такое активизирующее влияние кроме положительного, способствующего созданию сложных органических веществ, несет большое отрицательное влияние, уничтожающее эти сложные вещества, поскольку они мало устойчивы к колебаниям внешних условий.
Нельзя сбрасывать со счета подверженность Земли в то время относительно частым катаклизмам, которые могли “стирать” то, что накопилось в результате отбора и эволюции сложных химических систем. Это заставляет усомниться в возможности возникновения жизни способом, описанным у А.И.Опарина: “Такого рода форма организации и движения материи могла возникнуть только на основе выделившихся из “первичного мирового бульона”, из однородного раствора органических веществ целостных многомолекулярных систем, может быть в начале очень примитивных, но уже способных в силу самого своего обособления от внешней среды взаимодействовать с этой внешней средой. Именно в процессе этого взаимодействия и связанного с ним отбора индивидуальных исходных систем по признаку возможности их более или менее длительного существования в данных условиях внешнего мира происходило постепенное приспособление внутренней организации этих систем к внешним условиям, создавалось все более и более совершенное в указанном отношении взаимодействие веществ и процессов, возникал закономерно организованный обмен веществ, и на этой основе образовались белки, нуклеиновые кислоты и другие “целесообразно” построенные, функционально приспособленные, свойственные современным организмам вещества”(15) . Для подобной эволюции систем, а, самое главное, для продолжительного сохранения ее продуктов, требуются исключительно долго существующие “тепличные”, “парниковые” условия, что маловероятно.
Необходимо сказать об одной трудности, которая возникает при переходе от биологической эволюции “вниз”, к эволюции химической. Подход, гипертрофирующий категорию “система”, играет опять негативную роль. Химическая эволюция, по аналогии с эволюцией биологических систем, тоже понимается как эволюция, отбор систем (то есть молекул, молекулярных систем, комплексов). Но такая эволюция вряд ли может привести к появлению жизни поскольку, чем сложнее химическая система, тем она менее устойчива к изменяющимся условиям, а адаптацией присущей биологической системе она не обладает. Следовательно, с какой стати такие сложные химические системы будут сохраняться и распространяться? “В принципе случайный синтез не может продолжаться бесконечно и зайти очень далеко, так как та же самая энергия, которая расщепляет первичные молекулы на составные части и дает им возможность перестраиваться, превращаясь в более интересные молекулы - предшественники биологически важных молекул, в конечном счете по мере накопления этих молекул-предшественников будет разрушать и их самих.”(16)
Возможен другой подход к химической эволюции, основанный на понимании жизни как самосовершающегося процесса. То есть, если мы понимаем жизнь как эволюцию сложных динамически устойчивых процессов, то, по аналогии, можно понимать химическую эволюцию как эволюцию химических процессов. Это процессы, реакции, идущие в достаточно простых веществах и в достаточно массовых масштабах. В основном это окисление и восстановление углерода, водорода, азота и их простейших соединений, идущие соответственно с выделением и поглощением энергии. Простота, вступающих в реакцию веществ и получаемых в ее результате, - исключительно важное условие химической эволюции, так как она обеспечивает массовость и воспроизводимость этих реакций практически повсеместно. Однако эта простота не означает простоты характера протекания процесса этой реакции. Кроме того существует широчайший диапазон форм этого процесса, перехода. Выше указывалось, что простейшим примером широты такого перехода является окисление: от высокотемпературного горения до дыхания. Можно утверждать (и это достаточно тривиальное утверждение), что жизнь заключается в рамках от начала протекания до конца химической реакции относительно простых веществ, но уровень сложности процесса протекания этой реакции невероятно высок. При этом сложные органические вещества есть, ни что иное, как промежуточные компоненты этого сложного процесса, практически вне него устойчиво не существующие. Подобное положение, когда промежуточными компонентами процесса являются объекты, неустойчивые в условиях окружающего мира, широко распространено и не является каким-то исключением. Например, плазма пламени образующаяся при горении, - явление исключительно неустойчивое, но которое поддерживается в рамках горения длительное время, пока этот процесс стабилен.
Понимание жизни как процесса имеет длительную историю: “Наши тела текут, как ручьи, материя возобновляется в них, как вода в потоке,- учил еще великий диалектик древней Греции Гераклит. И действительно, поток или просто струя воды, вытекающая из водопроводного крана, позволяет нам в простейшем виде понять ряд существенных особенностей организации таких поточных, или открытых систем, какой, в частности, является и живое тело. Если кран открыт не сильно, и давление в водопроводной сети все время остается постоянным, струя вытекающей воды сохраняет почти неизменной свой вид свою как бы застывшую форму. Но мы знаем, что эта форма является лишь видимым отображением непрерывного потока частиц воды, которые постоянно с равной скоростью входят в струю и выходят из нее. Если мы нарушим это соотношение скоростей входа и выхода или остановим процесс движения частиц, исчезает и сама струя как таковая, так как само существование струи связано с тем, что через нее все время равномерно проносятся все новые и новые молекулы воды.
Аналогично этому и постоянство внешней формы и внутренней структуры живых тел является лишь видимым выражением постоянства порядка происходящих в них процессов, результатом исключительного совершенства, согласованности двух указанных выше противоположных явлений - ассимиляции и диссимиляции. Только благодаря этой согласованности может длительно существовать живая система, в которой происходит постоянный распад и разложение. При этом на место каждой распавшейся молекулы или структуры сейчас же встают аналогичные вновь синтезированные образования, и таким путем организм сохраняет неизменным свою форму, структуру и химический состав, постоянно изменяясь при этом материально.”(17) К сожалению А.И.Опарин, выбранного в данном месте, направления в дальнейшем не придерживается, а сворачивает к пониманию жизни как системы (что заметно уже в приведенной цитате).
Для философского осмысления данной проблемы большое значение имеет то, что химические процессы, лежащие в основе жизни, своим результатом имеют качественный переход материи, преобразование химических соединений одного качества в химические соединения другого качества. Жизнь, как указывалось, находится в промежутке между двумя качествами, то есть она - процесс качественного перехода, скачка, значит - это процесс по своей сути динамический. Но длительность существования этого процесса позволяет говорить об его устойчивости. Здесь происходит, если так можно выразиться, своеобразный переход качества в количество. Это означает, что качественный скачок становится массовым и внутри себя структурированным во времени. Только качественный скачок может дать внутри себя широчайшее качественное разнообразие этапов переходного процесса, необходимое для появления жизни, не говоря уж об энергетическом обеспечении процесса. Простой же переход материи, одного постоянного качества, на другой количественный уровень (как, например, струя воды) на такое внутреннее разнообразие не способен. В качественности преобразования вероятно кроется причина своеобразия термодинамики живого. Собственно жизнь является пограничным переходным процессом из одной термодинамической системы в другую, качественно отличную от первой, этот пограничный процесс имеет громаднейшие энергетические, “разнообразностные” и “информационные” возможности. Эти-то возможности и обеспечивают появление и существование активности живого.
ГЛАВА 2. ПОНЯТИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ОТБОРА СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ.
Не всякий качественный химически процесс может послужить основой жизни. Явно не подходят для такой цели быстро затухающие процессы, а также лавинообразно развивающиеся (взрывные реакции). Исключительное значение для появления живого имеет устойчивость, стабилизированность процесса и способы достижения этой устойчивости. То есть это должен быть не только динамический, качественный процесс, но и достаточно устойчивый, в общем его можно определить как динамически устойчивый процесс.
1) УСТОЙЧИВОСТЬ КАК ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ.
Важной характеристикой любой сколько-нибудь дифференцированной сущности является устойчивость ее по отношению к внешним и внутренним условиям, к их изменениям. Более устойчивым при данных фиксированных условиях можно считать то, что сохраняет свою сущность дольше, а также то, что дольше сохраняет свою сущность при больших отклонениях от оптимального уровня этих условий. Взаимосвязанной категорией с устойчивостью является отбор, который в том или ином виде существует на всех уровнях природы. Дольше существует, чаще воспроизводится (при одинаковых условиях воспроизводства) та сущность, которая более устойчива по отношению к внешним и внутренним условиям своего существования и их изменениям. Для систем материальных объектов это достаточно ясно. Например, такой элемент периодической системы Менделеева как золото один из немногих сохранившихся на Земле в чистом виде, а не в соединении, тогда как многие менее устойчивые к внешним условиям, химической агрессивности среды вошли в состав соединений, или те, которые неустойчивы по отношению к внутренним условиям - распались (радиоактивные элементы). Таким образом, чем прочнее, инертнее, консервативнее внутренние связи, тем объект, система более устойчива по отношению к изменяющимся условиям: так камень более устойчив по отношению к механической деформации, чем глина.
Можно интерпретировать отбор таких сущностей, как распределение их по, так называемым, “устойчивостным нишам”, где более агрессивным, жестким условиям существования соответствуют более устойчивые, прочные, по отношению к данной агрессивности среды, системы. Менее устойчивые из этой ниши просто вымываются, так как не переносят этих условий. Все большее ужесточение условий приводит в конечном счете к упрощению материальных систем до предела, к практически полному их разрушению. В любом параметре среды существуют крайне, полярные, наиболее жесткие значения этого условия (вакуум - огромное давление; температура абсолютного нуля - сверхвысокая температура и.т.д.). Но существуют условия “золотой середины” по многим, если не по всем, параметрам. (Кстати о сегодняшнем дне такого сказать уже нельзя: жизнедеятельность биосферы и человеческая деятельность создали определенную агрессивность среды). Благодаря этому Земля оказалась способной благополучно совместить в себе массу различнейших систем, способных устойчиво существовать на ее поверхности в силу мягких, благоприятнейших условий. Это многообразие материальных систем создало громаднейшее разнообразие процессов, взаимодействующих между собой.
Вернемся к характеристике устойчивости систем, и обратим внимание на два момента:
во-первых, высокая степень устойчивости систем, основанных на жестких связях, возможна только по отношению к какому-то узко ограниченному кругу параметров внешних условий (золото устойчиво к химической агрессивности, но плавится при сравнительно низкой температуре). Кроме того жесткие системы плохо переносят небольшие, но массовые отклонения от оптимальных условий (вибрация, попеременное нагревание и охлаждение);
во-вторых, устойчивость таких систем достигается не за счет активности, (хотя некоторое подобие гибкости встречается и здесь например, распрямление пружины после снятия сжимающего ее усилия).
2) УСТОЙЧИВОСТЬ КАК ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА.
Сущностью обладают, а, следовательно, являются объектами материального мира, не только системы, объекты, но и процессы протекающие в этом мире, в особенности, если они протекают в ограниченной области и представляют собой переход из одного качества в другое (в нашем случае - химические реакции в органической среде). Высказанное положение является исключительно спорным, поскольку оно относится к плохо еще исследованной области диалектики материи и движения. Поэтому глубоко разбираться не станем, а ограничимся наглядным примером. Пламя как процесс горения. Является ли оно объектом материального мира? Имеет ли оно специфическую сущность? В данной работе мы придерживаемся положительного ответа на эти вопрос.
Как и другие материальные объекты процессы обладают такой характеристикой своей сущности как устойчивость по отношению к условиям существования. Устойчивость процессов по отношению к внешним условиям имеет иной характер, чем устойчивость предметной системы, особенно если условия окружающей среды изменчивы, и постоянно колеблются, незначительно отклоняясь от “золотой середины” (об этих условиях говорилось выше).
Рассмотрим по порядку особенности устойчивости протекания процессов и их отбора.
а) Процесс протекает в стабильной среде.
В таком процессе можно выделить три этапа:
- начало, запуск процесса;
- период стабильного его протекания;
- окончание процесса.
Начало процесса, с точки зрения его устойчивости, не имеет особого значения. Но для отбора запуск процесса играет большую роль. В стабильных условиях чем ниже порог метастабильности компонентов вступающих в процесс, тем больше вероятность запуска процесса из-за каких-то случайных воздействий, и следовательно возрастает массовость таких процессов. Например, сырое дерево загорается значительно хуже сухого, поэтому вероятность возникновения пожара в сухом лесу гораздо больше, чем во влажном.
Начавшись процесс, как указывалось, может иметь три основных линии развития:
- процесс может тут же затухнуть, прекратиться;
- а может взрывообразно расширяться, уничтожая, таким образом, условия своего протекания, что ведет к прекращению процесса.
Оба эти варианта мало интересны с точки зрения устойчивости в стабильных условиях, так как это просто неустойчивые процессы.
Однако если в силу каких-то дополнительных условий, будет происходить частый запуск, то эти процессы могут получить преимущества при отборе. Но в таком случае уже нельзя говорить о стабильных условиях;
- процесс может, развившись до определенного уровня, стабилизироваться в статичном состоянии, либо колеблясь, в каких-то приемлемых пределах устойчивого существования.
Первейшим условием такой стабилизации является определенная внутренняя организация процесса, его способность к созданию внутри себя специфических условий в некоторой локальной переходной зоне. Эти внутренние условия выполняют две наиважнейшие функции. Первая - это выведение из метастабильного состояния компонентов, вступающих в процесс. Например, при горении - высокая температура зоны горения. Вторая функция заключается в ограничении от чрезмерного, взрывообразного развития процесса. При горении это происходит или из-за высокой теплоотдачи, которая позволяет разогреть и вывести из метастабильного состояния только определенное, ограниченное количество реагирующих веществ, или из-за слабой ротации вступающих и получаемых в результате реакции веществ, препятствующих расширению горения. Некоторое равновесие между двумя этими функциями, как раз и создает стабильное, устойчивое состояние процесса. Нарисованная картина стабилизированного процесса напоминает открытую систему, так описанную у А.И.Опарина: “для нас значительно больший интерес представляют более сложные химические открытые системы. В такого рода образованиях также осуществляется непрерывное поступление веществ из внешней среды в ограниченную от нее тем или иным путем систему, но эти вещества подвергаются здесь химическим изменениям, а возникающие при этом продукты реакции удаляются обратно во внешнюю среду.
Поэтому постоянно такой системы во времени характеризуется стационарным состоянием, при котором соблюдается не только определенное соотношение скоростей притока и оттока веществ систему, но и скоростей совершающихся в системе химических изменений”.(18)
С этой мыслью можно было бы вполне согласиться. В самом деле, нами был описан именно организованный, систематизированный процесс, имеющий внутри себя определенную пространственно-временную структуру, и вроде бы вполне правомерно определить его как открытую систему. Но странная вещь происходит сразу после такого определения. Почему-то процесс, лежащий в основе открытой системы, тут же превращается, низводится до функции этой системы. И в дальнейшем полностью игнорируется процессное основание открытой системы. На первое место выступает внутренняя структура связей и другие атрибуты систем. И, помаленьку, по мере усложнения, процесс практически полностью изгоняется из открытой системы, и дело доходит до чистейшей функциональности в кибернетических системах, на которых пытаются моделировать жизнь. Подобный подход неприемлем для понимания сущности живого, так как жизнь абсолютно на всех своих уровнях: от элементарного химического обмена до высших проявлений человеческой психики есть, прежде всего, “самосовершающийся процесс”.
Значение зоны протекания процесса, ее самоорганизации и функций, которые она выполняет для стабилизации этого процесса, нельзя переоценить, поскольку именно она явилась прообразом внутренней среды живого. А выполняемые ею функции - прообраз адаптивной активности живого. Важно, что переходная зона представляет собой иерархию процессов, среди которых выделяется основной, существенный, а также некоторое число побочных процессов, производных от существенного, существующих лишь благодаря ему. При горении существенным процессом является окисление , а производным - процессы теплоотдачи, конвекции, ротации веществ, образование плазмы огня. Не трудно заметить, что именно производные процессы выполняют функцию организации протекания основного, существенного, функцию стабилизации (а в случае неустойчивых процессов, наоборот - дестабилизирующую функцию).
Производным процессом в простейших органических веществах, который открыл путь к жизни, является аутокатализ, а точнее его можно назвать “возвратным катализом, так как конечный продукт не обязательно действует как катализатор в последней прямой реакции, приводящей к его образованию. Он действует как катализатор в одной из предыдущих реакций, приводящей к образованию одного из его предшественников”(19) .
При стабильных условиях (абсолютно не изменяющихся во времени) устойчивый процесс возникнув может существовать сколь угодно долго. Этот случай идеальный, в конечном итоге условия всегда меняются. Наконец, сам процесс их изменит (собственно процесс и есть по своей сути, изменение некоторых компонентов среды, их качественное преобразование).
Теперь подробнее о заключительной стадии процесса, об его окончании. две основные причины влияют на завершение процесса:
- изменение внешних условий, уничтожающее процесс;
- внутренняя специфика процесса.
Есть еще третий промежуточный случай, когда процесс оканчивается из-за изменения окружающей среды, вызванного в свою очередь протеканием самого процесса.
Первый случай будет рассмотрен ниже, когда речь пойдет об устойчивости, отборе процессов в изменяющихся условиях.
Второй - характерен для неустойчивых процессов, но все же необходимо сказать о нем несколько слов. Если процесс сразу же после своего начала прекращается, то это малоинтересно. Но если период от начала до окончания достаточно длителен, то есть он в силу каких-то причин растянут во времени, то это может иметь значение для устойчивости и отбора процессов, особенно если они происходят в изменяющихся условиях. В живом этот принцип самопрекращения процесса получил развитие в форме запрограммированной гибели отдельных особей. Третий случай окончания процесса также имеет большое значение для понимания живого, так как он служит одним из оснований принципа обратной связи через отражение изменений среды обитания. Но еще большее значение такое окончание процесса получит, когда появится кооперация параллельно и последовательно существующих, протекающих процессов, то есть когда появятся сложные разветвленные структуры процессов. Тогда взаимное влияние на начало и окончание протекания процесса станет очень важным. Рассмотренный выше достаточно простой случай протекания процесса в стабильных условиях указывает на различия характера устойчивости для процесса и системы. Устойчивость процесса достигается не за счет прочности внутренних связей, а за счет организации внешнего взаимодействия со средой. Эта организация достигается за счет появления внутри процесса таких его ответвлений, производных составляющих, которые способствуют сохранению поддержанию в устойчивом состоянии основного процесса.
Продолжение в следующей записи
(1) Югай Г.А. "Общая теория жизни (диалектика формирования)"- Москва: "Мысль", 1985 г., с.3.
(2) Югай Г.А. "Общая теория жизни (диалектика формирования)" - Москва: "Мысль", 1985 г., с.72.
(3) Там же, с.75.
(4) Энгельс Ф. "Диалектика природы". Москва, Политиздат, 1969г. с.265-265
(5) Афанасьев В.Г. "Мир живого: системность, эволюция и управление", Москва, Политиздат, 1986г., с.25.
(6) Там же, с.25.
(7) Югай Г.А. "Общая теория жизни", с. 70.
(8) Энгельс Ф. "Диалектика природы", с.259.
(9) Опарин А.И. "Жизнь , ее природа, происхождение и развитие", Москва, 1960 г., с.29.
(10) "Анти-Дюринг" Ф.Энгельс, Москва, Политиздат, 1969 г., с.79.
(11) Энгельс Ф. "Анти-Дюринг", с.78.
(12) Энгельс Ф. "Диалектика природы", с.265.
(13) Опарин А.И. "Жизнь, ее природа, происхождение и развитие", с.69.
(14) Кальвин М. "Химическая эволюция". Москва, 1971 г., с.117.
(15) Опарин А.И. "Жизнь, ее природа, происхождение и развитие". с.65.
(16) Кальвин М. "Химическая эволюция", с.149.
(17) Опарин А.И. "Жизнь, ее природа, происхождение и развитие", с. 12-13.
(18) Там же, с.70.
(19) Кальвин М. "Химическая эволюция". с.154.
Продолжение в следующей записи http://sahonko.livejournal.com/38011.html
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение. Принцип активности и его значение для понимания сущности жизни.
Глава 1. “Процесс” - базовая категория при исследовании живого.
Глава 2. Понятие устойчивости и отбора систем и процессов.
Глава 3. Понятие активности. Особенности активности в живом.
Заключение.
ВВЕДЕНИЕ. Принцип активности и его значение для понимания сущности жизни.
Как только человек начал осознавать себя, как только понял, что он частичка живого, так встал перед ним вопрос о сущности жизни. Этот вопрос продолжает мучить человечество на протяжении всей истории. В современных условиях ученые из разных областей знания пытаются приблизиться к его решению. Г.А.Югай пишет: ”Революция в современной биологии сопровождается взаимными процессами дифференциации и интеграции биологического знания. Чем глубже его дифференциация, тем больше возрастает потребность в противоположном процессе - синтезе, интеграции знания и создания на этой основе общей, универсальной теории жизни. Об этом свидетельствует тот факт, что вопросы формирования общей теории жизни (ОТЖ) находятся сейчас в центре внимания не только многих биологов, но и физиков, математиков, кибернетиков, химиков, а также философов.”(1) Это означает, что на первый план сегодня выходит исследование фундаментальных принципов жизни, их взаимосвязи с основными законами живой и не живой природы, а также с наиболее общими законами движения и развития, то есть законами диалектики.
В предлагаемой работе будет сделана попытка исследовать один из таких основополагающих принципов - ПРИНЦИП АКТИВНОСТИ ЖИВОГО, который находит свое выражение в активном характере приспособления и отражения живых организмов: ”...главная особенность живого характеризует приспособление как активный процесс, а не как пассивное следование за изменениями внешней среды.”(2) “Самоорганизация системы невозможна без активного отражения среды, которое необходимо для преодоления сопротивления... Среды...”(3) Такая специфическая активность является одним из критериев жизни, выделяющих ее из неживой природы.
Проблема активности живого имеет не только чисто познавательное значение. Она исключительно важна с методологической и мировоззренческой точек зрения. Проблема активности живого, а, следовательно, активности сознания играет значительную роль при решении основного вопроса философии. Не случайно всякая система идеалистической философии своим центральным пунктом считает пассивность материи, природы, а активность приписывает только сознанию, или какому-то другому идеальному началу. Это или искра божья, или Я, которые активизируют, организуют вещество, приводя, в конечном счете, к появлению жизни и ее венца - человеческого сознания.
В “Диалектике природы” Ф.Энгельс дает классическое определение жизни: ”Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. Если когда-нибудь удастся создать химическим путем белковые тела, то они, несомненно, обнаружат явления жизни и будут совершать обмен веществ, как бы слабы и недолговечны они ни были.”(4) В этом определении сформулировано то понимание принципа активности, которое сейчас общепринято среди ученых, придерживающихся диалектико-материалистических взглядов. Это понимание можно определить как функциональное. Его ясно выразил В.Г.Афанасьев: “Следуя Ф.Энгельсу, мы считаем, что такой основополагающей функцией является обмен веществ как между компонентами живой системы, так и главное - между нею и окружающей ее средой.”(5) здесь же он дает свое определение жизни: “...жизнь есть целостная система, заключающая в себе необходимое и достаточное число компонентов, способных обеспечить осуществление ее функций.”(6) Из этого следует, что при таком подходе активность живого понимается как функция некоторой материальной системы, при этом базовой функцией является обмен веществ. Этот подход основан на таком понимании жизни, основной, опорной категорией которого является категория СИСТЕМА (это ясно из определения В.Г.Афанасьева). Системное понимание жизни, плодотворное во многих отношениях, распространенное сейчас очень широко, имеет свои недостатки, которые, кроме прочего, касаются проблемы активности живого. Системе как таковой не присуща активность. Системы могут быть, в равной мере, и активными и неактивными. Даже большим “предпочтением” пользуются неактивные, они и распространены в природе наиболее широко, исключение составляют только живые системы. “Тенденция к угасанию, пассивности материальных систем неживой природы была замечена давно, в том числе и философами. Так, Гегель, разделяя всю природу на механизм, химизм и организм (телеология), считал, что для химизма, как и для всей неорганической природы, характерно угасание, прекращение отдельных химических реакций, отсутствие способности к самоорганизации, самообновлению процессов”.(7) “Только ОРГАНИЧЕСКОЕ тело, - писал Ф.Энгельс, - реагирует САМОСТОЯТЕЛЬНО... обладает САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ силой реагирования...”(8) . До сих пор остается загадкой как из неактивных систем появились активные, живые. Уже доказано, что абсолютно случайным актом это быть не могло, “...концепция случайного возникновения “живой молекулы” практически совершенно бесплодна... и теоретически неверна.”(9) тогда напрашивается вывод: либо свойство активности привносится в систему извне (что подталкивает к идеализму), либо это свойство, как, к примеру, отражение, имеет некоторое основание в самой сущности системы как таковой, является в некотором смысле ее атрибутом.
ГЛАВА 1. “ПРОЦЕСС” - БАЗОВАЯ КАТЕГОРИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ЖИВОГО.
В настоящей работе будет сделана попытка преодолеть эти недостатки, взяв при определении сущности жизни за центральную - категорию “ПРОЦЕСС”.
Изначально этот подход основывается на понимании жизни как формы движения. При этом конкретные живые образования в конкретных условиях описываются при помощи категории “процесс”, то есть, таким образом, интерпретируется в единичном общее понятие - форма движения.
В работе не ставится задача отказаться от категории “система” или принизить ее значение, просто она займет несколько иное положение, соответствующее пониманию сущности жизни, излагаемому в работе.
Попробуем определить категорию “процесс”. Как и большинство фундаментальных категорий, она довольно-таки расплывчата, и практически не поддается формальному, строгому определению. Тем не менее, существует необходимость в ее конкретизации относительно других категорий. Более общим понятием по отношению к “процессу” является понятие “движение”, “изменение”:
- процесс - это некоторое определенное изменение;
- в категории “процесс” акцентируется внимание на характере перехода, изменения. То есть процесс - тот акт, в результате, в течение которого произошло изменение в объекте, субъекте, явлении.
Рассмотрим соотношение категорий “процесс” и “функция”. Процесс характеризуется большей независимостью от внешних условий, чем функция, которая достаточно строго детерминируется системой. Существует тенденция чрезмерно широкого толкования категории “функция”, подмены ею категории “процесс”. Процесс трактуется, как функция некоторой системы. Такой подход обедняет категорию “процесс”. Если категория “изменение” не акцентирует внимание на характере перехода в момент изменения в силу своей широты и всеобщности, то категория “функция”, напротив, из-за своей узости не включает в себя внутренней характеристики и своеобразия изменения. Например, окислительная функция окружающей нас среды как системы, содержащей в свободном виде кислород и неокисленные углеводороды, может осуществляться в ходе различных процессов: горения, более сложных химических процессов и, наконец, в виде дыхания живых существ.
Отношение категорий “процесс” и “жизнь” можно выяснить, опираясь на мысль Ф.Энгельса о том, что “жизнь, обмен веществ, происходящий путем питания и выделения, есть самосовершающийся процесс”.(10) “Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.”(11)
Глубочайшее положение Ф.Энгельса о том, что жизнь - “самоорганизующийся процесс” в химической среде, к сожалению, еще недостаточно развито, а тезис о том, что “если когда-нибудь удастся составить химическим путем белковые тела, то они, несомненно, обнаружат явления жизни и будут совершать обмен веществ”(12) трактуется, как прямолинейное указание, нацеливающее на поиск химических средств создания живых систем, наподобие химических систем. Существуют попытки построить модель химической эволюции, в ходе которой химические системы (органические молекулы) усложнились до такого уровня, что в них зашевелилась жизнь (Кальвин М.).
С целью преодолеть недостатки категории “система” вводится понятие “открытая система”, которое претендует на достаточно исчерпывающее описание живых организмов. А.И.Опарин о таких системах пишет: ”Постоянство их свойств во времени характеризуется не термодинамическим равновесием (как это наблюдается в изолированных от внешней среды замкнутых системах), а наличием стационарного состояния, при котором соблюдается известное постоянство односторонне протекающих процессов”(13) . То есть - это системы обладающие “сквозной” функцией, исполнение которой в большей или меньшей степени зависит от окружающей среды. Но примат системы над процессом сохраняется, и опять-таки процесс низводится до функции. Такая трактовка дает возможность описать многие существенные свойства и стороны жизни, но ключа к ее происхождению из неживой природы и появлению активности живого к сожалению не дает.
ДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ ПРОЦЕССЫ В УСЛОВИЯХ ЗЕМЛИ.
Рассмотрим процессы, которые могли послужить основанием для появления жизни. Особенности климатических, геологических и химических условий, сложившихся на Земле к периоду возникновения на ее поверхности жизни, достаточно хорошо описаны у А.И.Опарина. На Земле сформировался так называемый “мировой бульон”, то есть водный раствор, возникших абиогенным путем, простейших органических веществ, который существовал в своеобразных термодинамических условиях:
Во-первых, благоприятный температурный режим, позволявший воде присутствовать в жидком состоянии.
Во-вторых, - наличие энергетических источников: радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение, вулканизм, удары метеоритов, молнии.(14)
В-третьих, постоянные колебания условий достаточных для качественного изменения протекания химических реакций (смена дня и ночи, времен года, всевозможные климатические изменения и т.д.), но недостаточные для полного уничтожения результатов этих реакций (отсутствие полного выжигания или вымораживания и т.д.). То есть первичный мировой бульон находился под постоянным воздействием изменяющихся внешних факторов, стимулирующих протекание химических процессов в нем. Например, днем под воздействием жесткого излучения солнца синтезируются простейшие аминокислоты, а ночью из-за агрессивности среды идет обратный процесс их разложения. Обыкновенно на это активизирующее влияние среды (беспрерывность этого влияния) внимание не акцентируется, так как оно, в принципе, плохо совместимо с идеей химического отбора. Такое активизирующее влияние кроме положительного, способствующего созданию сложных органических веществ, несет большое отрицательное влияние, уничтожающее эти сложные вещества, поскольку они мало устойчивы к колебаниям внешних условий.
Нельзя сбрасывать со счета подверженность Земли в то время относительно частым катаклизмам, которые могли “стирать” то, что накопилось в результате отбора и эволюции сложных химических систем. Это заставляет усомниться в возможности возникновения жизни способом, описанным у А.И.Опарина: “Такого рода форма организации и движения материи могла возникнуть только на основе выделившихся из “первичного мирового бульона”, из однородного раствора органических веществ целостных многомолекулярных систем, может быть в начале очень примитивных, но уже способных в силу самого своего обособления от внешней среды взаимодействовать с этой внешней средой. Именно в процессе этого взаимодействия и связанного с ним отбора индивидуальных исходных систем по признаку возможности их более или менее длительного существования в данных условиях внешнего мира происходило постепенное приспособление внутренней организации этих систем к внешним условиям, создавалось все более и более совершенное в указанном отношении взаимодействие веществ и процессов, возникал закономерно организованный обмен веществ, и на этой основе образовались белки, нуклеиновые кислоты и другие “целесообразно” построенные, функционально приспособленные, свойственные современным организмам вещества”(15) . Для подобной эволюции систем, а, самое главное, для продолжительного сохранения ее продуктов, требуются исключительно долго существующие “тепличные”, “парниковые” условия, что маловероятно.
Необходимо сказать об одной трудности, которая возникает при переходе от биологической эволюции “вниз”, к эволюции химической. Подход, гипертрофирующий категорию “система”, играет опять негативную роль. Химическая эволюция, по аналогии с эволюцией биологических систем, тоже понимается как эволюция, отбор систем (то есть молекул, молекулярных систем, комплексов). Но такая эволюция вряд ли может привести к появлению жизни поскольку, чем сложнее химическая система, тем она менее устойчива к изменяющимся условиям, а адаптацией присущей биологической системе она не обладает. Следовательно, с какой стати такие сложные химические системы будут сохраняться и распространяться? “В принципе случайный синтез не может продолжаться бесконечно и зайти очень далеко, так как та же самая энергия, которая расщепляет первичные молекулы на составные части и дает им возможность перестраиваться, превращаясь в более интересные молекулы - предшественники биологически важных молекул, в конечном счете по мере накопления этих молекул-предшественников будет разрушать и их самих.”(16)
Возможен другой подход к химической эволюции, основанный на понимании жизни как самосовершающегося процесса. То есть, если мы понимаем жизнь как эволюцию сложных динамически устойчивых процессов, то, по аналогии, можно понимать химическую эволюцию как эволюцию химических процессов. Это процессы, реакции, идущие в достаточно простых веществах и в достаточно массовых масштабах. В основном это окисление и восстановление углерода, водорода, азота и их простейших соединений, идущие соответственно с выделением и поглощением энергии. Простота, вступающих в реакцию веществ и получаемых в ее результате, - исключительно важное условие химической эволюции, так как она обеспечивает массовость и воспроизводимость этих реакций практически повсеместно. Однако эта простота не означает простоты характера протекания процесса этой реакции. Кроме того существует широчайший диапазон форм этого процесса, перехода. Выше указывалось, что простейшим примером широты такого перехода является окисление: от высокотемпературного горения до дыхания. Можно утверждать (и это достаточно тривиальное утверждение), что жизнь заключается в рамках от начала протекания до конца химической реакции относительно простых веществ, но уровень сложности процесса протекания этой реакции невероятно высок. При этом сложные органические вещества есть, ни что иное, как промежуточные компоненты этого сложного процесса, практически вне него устойчиво не существующие. Подобное положение, когда промежуточными компонентами процесса являются объекты, неустойчивые в условиях окружающего мира, широко распространено и не является каким-то исключением. Например, плазма пламени образующаяся при горении, - явление исключительно неустойчивое, но которое поддерживается в рамках горения длительное время, пока этот процесс стабилен.
Понимание жизни как процесса имеет длительную историю: “Наши тела текут, как ручьи, материя возобновляется в них, как вода в потоке,- учил еще великий диалектик древней Греции Гераклит. И действительно, поток или просто струя воды, вытекающая из водопроводного крана, позволяет нам в простейшем виде понять ряд существенных особенностей организации таких поточных, или открытых систем, какой, в частности, является и живое тело. Если кран открыт не сильно, и давление в водопроводной сети все время остается постоянным, струя вытекающей воды сохраняет почти неизменной свой вид свою как бы застывшую форму. Но мы знаем, что эта форма является лишь видимым отображением непрерывного потока частиц воды, которые постоянно с равной скоростью входят в струю и выходят из нее. Если мы нарушим это соотношение скоростей входа и выхода или остановим процесс движения частиц, исчезает и сама струя как таковая, так как само существование струи связано с тем, что через нее все время равномерно проносятся все новые и новые молекулы воды.
Аналогично этому и постоянство внешней формы и внутренней структуры живых тел является лишь видимым выражением постоянства порядка происходящих в них процессов, результатом исключительного совершенства, согласованности двух указанных выше противоположных явлений - ассимиляции и диссимиляции. Только благодаря этой согласованности может длительно существовать живая система, в которой происходит постоянный распад и разложение. При этом на место каждой распавшейся молекулы или структуры сейчас же встают аналогичные вновь синтезированные образования, и таким путем организм сохраняет неизменным свою форму, структуру и химический состав, постоянно изменяясь при этом материально.”(17) К сожалению А.И.Опарин, выбранного в данном месте, направления в дальнейшем не придерживается, а сворачивает к пониманию жизни как системы (что заметно уже в приведенной цитате).
Для философского осмысления данной проблемы большое значение имеет то, что химические процессы, лежащие в основе жизни, своим результатом имеют качественный переход материи, преобразование химических соединений одного качества в химические соединения другого качества. Жизнь, как указывалось, находится в промежутке между двумя качествами, то есть она - процесс качественного перехода, скачка, значит - это процесс по своей сути динамический. Но длительность существования этого процесса позволяет говорить об его устойчивости. Здесь происходит, если так можно выразиться, своеобразный переход качества в количество. Это означает, что качественный скачок становится массовым и внутри себя структурированным во времени. Только качественный скачок может дать внутри себя широчайшее качественное разнообразие этапов переходного процесса, необходимое для появления жизни, не говоря уж об энергетическом обеспечении процесса. Простой же переход материи, одного постоянного качества, на другой количественный уровень (как, например, струя воды) на такое внутреннее разнообразие не способен. В качественности преобразования вероятно кроется причина своеобразия термодинамики живого. Собственно жизнь является пограничным переходным процессом из одной термодинамической системы в другую, качественно отличную от первой, этот пограничный процесс имеет громаднейшие энергетические, “разнообразностные” и “информационные” возможности. Эти-то возможности и обеспечивают появление и существование активности живого.
ГЛАВА 2. ПОНЯТИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ОТБОРА СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ.
Не всякий качественный химически процесс может послужить основой жизни. Явно не подходят для такой цели быстро затухающие процессы, а также лавинообразно развивающиеся (взрывные реакции). Исключительное значение для появления живого имеет устойчивость, стабилизированность процесса и способы достижения этой устойчивости. То есть это должен быть не только динамический, качественный процесс, но и достаточно устойчивый, в общем его можно определить как динамически устойчивый процесс.
1) УСТОЙЧИВОСТЬ КАК ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ.
Важной характеристикой любой сколько-нибудь дифференцированной сущности является устойчивость ее по отношению к внешним и внутренним условиям, к их изменениям. Более устойчивым при данных фиксированных условиях можно считать то, что сохраняет свою сущность дольше, а также то, что дольше сохраняет свою сущность при больших отклонениях от оптимального уровня этих условий. Взаимосвязанной категорией с устойчивостью является отбор, который в том или ином виде существует на всех уровнях природы. Дольше существует, чаще воспроизводится (при одинаковых условиях воспроизводства) та сущность, которая более устойчива по отношению к внешним и внутренним условиям своего существования и их изменениям. Для систем материальных объектов это достаточно ясно. Например, такой элемент периодической системы Менделеева как золото один из немногих сохранившихся на Земле в чистом виде, а не в соединении, тогда как многие менее устойчивые к внешним условиям, химической агрессивности среды вошли в состав соединений, или те, которые неустойчивы по отношению к внутренним условиям - распались (радиоактивные элементы). Таким образом, чем прочнее, инертнее, консервативнее внутренние связи, тем объект, система более устойчива по отношению к изменяющимся условиям: так камень более устойчив по отношению к механической деформации, чем глина.
Можно интерпретировать отбор таких сущностей, как распределение их по, так называемым, “устойчивостным нишам”, где более агрессивным, жестким условиям существования соответствуют более устойчивые, прочные, по отношению к данной агрессивности среды, системы. Менее устойчивые из этой ниши просто вымываются, так как не переносят этих условий. Все большее ужесточение условий приводит в конечном счете к упрощению материальных систем до предела, к практически полному их разрушению. В любом параметре среды существуют крайне, полярные, наиболее жесткие значения этого условия (вакуум - огромное давление; температура абсолютного нуля - сверхвысокая температура и.т.д.). Но существуют условия “золотой середины” по многим, если не по всем, параметрам. (Кстати о сегодняшнем дне такого сказать уже нельзя: жизнедеятельность биосферы и человеческая деятельность создали определенную агрессивность среды). Благодаря этому Земля оказалась способной благополучно совместить в себе массу различнейших систем, способных устойчиво существовать на ее поверхности в силу мягких, благоприятнейших условий. Это многообразие материальных систем создало громаднейшее разнообразие процессов, взаимодействующих между собой.
Вернемся к характеристике устойчивости систем, и обратим внимание на два момента:
во-первых, высокая степень устойчивости систем, основанных на жестких связях, возможна только по отношению к какому-то узко ограниченному кругу параметров внешних условий (золото устойчиво к химической агрессивности, но плавится при сравнительно низкой температуре). Кроме того жесткие системы плохо переносят небольшие, но массовые отклонения от оптимальных условий (вибрация, попеременное нагревание и охлаждение);
во-вторых, устойчивость таких систем достигается не за счет активности, (хотя некоторое подобие гибкости встречается и здесь например, распрямление пружины после снятия сжимающего ее усилия).
2) УСТОЙЧИВОСТЬ КАК ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА.
Сущностью обладают, а, следовательно, являются объектами материального мира, не только системы, объекты, но и процессы протекающие в этом мире, в особенности, если они протекают в ограниченной области и представляют собой переход из одного качества в другое (в нашем случае - химические реакции в органической среде). Высказанное положение является исключительно спорным, поскольку оно относится к плохо еще исследованной области диалектики материи и движения. Поэтому глубоко разбираться не станем, а ограничимся наглядным примером. Пламя как процесс горения. Является ли оно объектом материального мира? Имеет ли оно специфическую сущность? В данной работе мы придерживаемся положительного ответа на эти вопрос.
Как и другие материальные объекты процессы обладают такой характеристикой своей сущности как устойчивость по отношению к условиям существования. Устойчивость процессов по отношению к внешним условиям имеет иной характер, чем устойчивость предметной системы, особенно если условия окружающей среды изменчивы, и постоянно колеблются, незначительно отклоняясь от “золотой середины” (об этих условиях говорилось выше).
Рассмотрим по порядку особенности устойчивости протекания процессов и их отбора.
а) Процесс протекает в стабильной среде.
В таком процессе можно выделить три этапа:
- начало, запуск процесса;
- период стабильного его протекания;
- окончание процесса.
Начало процесса, с точки зрения его устойчивости, не имеет особого значения. Но для отбора запуск процесса играет большую роль. В стабильных условиях чем ниже порог метастабильности компонентов вступающих в процесс, тем больше вероятность запуска процесса из-за каких-то случайных воздействий, и следовательно возрастает массовость таких процессов. Например, сырое дерево загорается значительно хуже сухого, поэтому вероятность возникновения пожара в сухом лесу гораздо больше, чем во влажном.
Начавшись процесс, как указывалось, может иметь три основных линии развития:
- процесс может тут же затухнуть, прекратиться;
- а может взрывообразно расширяться, уничтожая, таким образом, условия своего протекания, что ведет к прекращению процесса.
Оба эти варианта мало интересны с точки зрения устойчивости в стабильных условиях, так как это просто неустойчивые процессы.
Однако если в силу каких-то дополнительных условий, будет происходить частый запуск, то эти процессы могут получить преимущества при отборе. Но в таком случае уже нельзя говорить о стабильных условиях;
- процесс может, развившись до определенного уровня, стабилизироваться в статичном состоянии, либо колеблясь, в каких-то приемлемых пределах устойчивого существования.
Первейшим условием такой стабилизации является определенная внутренняя организация процесса, его способность к созданию внутри себя специфических условий в некоторой локальной переходной зоне. Эти внутренние условия выполняют две наиважнейшие функции. Первая - это выведение из метастабильного состояния компонентов, вступающих в процесс. Например, при горении - высокая температура зоны горения. Вторая функция заключается в ограничении от чрезмерного, взрывообразного развития процесса. При горении это происходит или из-за высокой теплоотдачи, которая позволяет разогреть и вывести из метастабильного состояния только определенное, ограниченное количество реагирующих веществ, или из-за слабой ротации вступающих и получаемых в результате реакции веществ, препятствующих расширению горения. Некоторое равновесие между двумя этими функциями, как раз и создает стабильное, устойчивое состояние процесса. Нарисованная картина стабилизированного процесса напоминает открытую систему, так описанную у А.И.Опарина: “для нас значительно больший интерес представляют более сложные химические открытые системы. В такого рода образованиях также осуществляется непрерывное поступление веществ из внешней среды в ограниченную от нее тем или иным путем систему, но эти вещества подвергаются здесь химическим изменениям, а возникающие при этом продукты реакции удаляются обратно во внешнюю среду.
Поэтому постоянно такой системы во времени характеризуется стационарным состоянием, при котором соблюдается не только определенное соотношение скоростей притока и оттока веществ систему, но и скоростей совершающихся в системе химических изменений”.(18)
С этой мыслью можно было бы вполне согласиться. В самом деле, нами был описан именно организованный, систематизированный процесс, имеющий внутри себя определенную пространственно-временную структуру, и вроде бы вполне правомерно определить его как открытую систему. Но странная вещь происходит сразу после такого определения. Почему-то процесс, лежащий в основе открытой системы, тут же превращается, низводится до функции этой системы. И в дальнейшем полностью игнорируется процессное основание открытой системы. На первое место выступает внутренняя структура связей и другие атрибуты систем. И, помаленьку, по мере усложнения, процесс практически полностью изгоняется из открытой системы, и дело доходит до чистейшей функциональности в кибернетических системах, на которых пытаются моделировать жизнь. Подобный подход неприемлем для понимания сущности живого, так как жизнь абсолютно на всех своих уровнях: от элементарного химического обмена до высших проявлений человеческой психики есть, прежде всего, “самосовершающийся процесс”.
Значение зоны протекания процесса, ее самоорганизации и функций, которые она выполняет для стабилизации этого процесса, нельзя переоценить, поскольку именно она явилась прообразом внутренней среды живого. А выполняемые ею функции - прообраз адаптивной активности живого. Важно, что переходная зона представляет собой иерархию процессов, среди которых выделяется основной, существенный, а также некоторое число побочных процессов, производных от существенного, существующих лишь благодаря ему. При горении существенным процессом является окисление , а производным - процессы теплоотдачи, конвекции, ротации веществ, образование плазмы огня. Не трудно заметить, что именно производные процессы выполняют функцию организации протекания основного, существенного, функцию стабилизации (а в случае неустойчивых процессов, наоборот - дестабилизирующую функцию).
Производным процессом в простейших органических веществах, который открыл путь к жизни, является аутокатализ, а точнее его можно назвать “возвратным катализом, так как конечный продукт не обязательно действует как катализатор в последней прямой реакции, приводящей к его образованию. Он действует как катализатор в одной из предыдущих реакций, приводящей к образованию одного из его предшественников”(19) .
При стабильных условиях (абсолютно не изменяющихся во времени) устойчивый процесс возникнув может существовать сколь угодно долго. Этот случай идеальный, в конечном итоге условия всегда меняются. Наконец, сам процесс их изменит (собственно процесс и есть по своей сути, изменение некоторых компонентов среды, их качественное преобразование).
Теперь подробнее о заключительной стадии процесса, об его окончании. две основные причины влияют на завершение процесса:
- изменение внешних условий, уничтожающее процесс;
- внутренняя специфика процесса.
Есть еще третий промежуточный случай, когда процесс оканчивается из-за изменения окружающей среды, вызванного в свою очередь протеканием самого процесса.
Первый случай будет рассмотрен ниже, когда речь пойдет об устойчивости, отборе процессов в изменяющихся условиях.
Второй - характерен для неустойчивых процессов, но все же необходимо сказать о нем несколько слов. Если процесс сразу же после своего начала прекращается, то это малоинтересно. Но если период от начала до окончания достаточно длителен, то есть он в силу каких-то причин растянут во времени, то это может иметь значение для устойчивости и отбора процессов, особенно если они происходят в изменяющихся условиях. В живом этот принцип самопрекращения процесса получил развитие в форме запрограммированной гибели отдельных особей. Третий случай окончания процесса также имеет большое значение для понимания живого, так как он служит одним из оснований принципа обратной связи через отражение изменений среды обитания. Но еще большее значение такое окончание процесса получит, когда появится кооперация параллельно и последовательно существующих, протекающих процессов, то есть когда появятся сложные разветвленные структуры процессов. Тогда взаимное влияние на начало и окончание протекания процесса станет очень важным. Рассмотренный выше достаточно простой случай протекания процесса в стабильных условиях указывает на различия характера устойчивости для процесса и системы. Устойчивость процесса достигается не за счет прочности внутренних связей, а за счет организации внешнего взаимодействия со средой. Эта организация достигается за счет появления внутри процесса таких его ответвлений, производных составляющих, которые способствуют сохранению поддержанию в устойчивом состоянии основного процесса.
Продолжение в следующей записи
(1) Югай Г.А. "Общая теория жизни (диалектика формирования)"- Москва: "Мысль", 1985 г., с.3.
(2) Югай Г.А. "Общая теория жизни (диалектика формирования)" - Москва: "Мысль", 1985 г., с.72.
(3) Там же, с.75.
(4) Энгельс Ф. "Диалектика природы". Москва, Политиздат, 1969г. с.265-265
(5) Афанасьев В.Г. "Мир живого: системность, эволюция и управление", Москва, Политиздат, 1986г., с.25.
(6) Там же, с.25.
(7) Югай Г.А. "Общая теория жизни", с. 70.
(8) Энгельс Ф. "Диалектика природы", с.259.
(9) Опарин А.И. "Жизнь , ее природа, происхождение и развитие", Москва, 1960 г., с.29.
(10) "Анти-Дюринг" Ф.Энгельс, Москва, Политиздат, 1969 г., с.79.
(11) Энгельс Ф. "Анти-Дюринг", с.78.
(12) Энгельс Ф. "Диалектика природы", с.265.
(13) Опарин А.И. "Жизнь, ее природа, происхождение и развитие", с.69.
(14) Кальвин М. "Химическая эволюция". Москва, 1971 г., с.117.
(15) Опарин А.И. "Жизнь, ее природа, происхождение и развитие". с.65.
(16) Кальвин М. "Химическая эволюция", с.149.
(17) Опарин А.И. "Жизнь, ее природа, происхождение и развитие", с. 12-13.
(18) Там же, с.70.
(19) Кальвин М. "Химическая эволюция". с.154.
Продолжение в следующей записи http://sahonko.livejournal.com/38011.html