1. Креационизм постепенного творения

2. Теистический эволюционизм.

Креационизм постепенного творения утверждает, что Бог непрерывно направляет процесс изменения биологических видов и их появления. Представители этого направления принимают естественно-научные данные из геологии, астрофизики, принимают естественно-научные датировки, но полностью отвергают концепцию эволюции, т.е. отвергают видообразование путем естественного отбора.

Теистический эволюционизм признает концепцию эволюции, но утверждает, что эволюция является орудием Бога-творца в осуществлении его замысла. Теистический эволюционизм принимает почти все идеи общепринятые в науке, ограничивая вмешательство творца такими, не изучаемыми наукой актами, как сотворение Богом бессмертной души у человека или трактуя случайность в природе как проявление божественного промысла.

С точки зрения теологии разные концепции теистического эволюционизма не очень поддерживаются представителями церкви, возникают сомнения в том, что это именно креационизм. Помимо разработки сугубо богословских идей в креационизме предпринимается ряд попыток обосновать сотворённость мира, но с некоторыми оговорками. Если в методологии естествознания 18 – начала 19 века, как правило, признавалась изменяемость видов растений, животных и бактерий, то с позиции сегодняшнего дня, креационизм принимает постулат об изменяемости самих законов природы и среди приверженцев такого подхода есть сторонники и буквалистского и метафорического креационизма. Считается, что процесс божественного сотворения мира в креационизме мыслится как имевший место только единожды. И поэтому концепция божественного творения выносится за рамки научного объяснения. Наука по большей части занимается теми явлениями, которые поддаются наблюдению, и наука никогда не будет в состоянии ни опровергнуть, ни доказать теологические взгляды на происхождение жизни. Т.е. утверждается, что логически нет противоречий между научным и богословскими объяснениями происхождения жизни, потому что эти сферы мышления различаются по целям, по задачам, по набору предъявляемой информации. Наука не в состоянии отвергнуть идею о божественном творении Вселенной, также как теологические взгляды необязательно отвергают возможность того, что жизнь в процессе своего развития приобрела черты, объяснимые на основе законов природы. Данное в Библии объяснение ни по методам, ни по полученным результатам не может и не должно претендовать на научность.

СЛАЙД. Окружной суд Центрального округа Пенсильвании «Кицмиллер против Дуврского школьного круга» (2005):

«Мы заключаем, что ID (intelligent design) не относится к сфере науки и не может быть признан подлинной и авторитетной научной теорией, поскольку он не опубликован в рецензируемых журналах, не задействован в исследованиях и проверках, а также не принят в научном сообществе. Основания ID, как было отмечено, лежат не в богословии, а не в науке… Цель, преследуемая IMD (intelligent design movement – движением разумного замысла), состоит не в том, чтобы поощрить критическое мышление, а в том, чтобы спровоцировать идейный переворот и подменить эволюционную теорию концепцией ID.»

Сегодня общественные дискуссии по проблемам креационизма незакончены, и они проявляются в судебных разбирательствах. Относительно исков о запрете преподавания эволюционизма или о требованиях обязательно знакомить школьников с разногласиями в вопросах происхождения и эволюции жизни. Согласно судебным решениям (на слайде выше пример) различные формы креационизма относят к сфере религии, а не науки, поэтому суды выносят решения о том, что изучение креационизма на уроках научных дисциплин в школах является нарушающим конституционные нормы, и вы видите пример решения, небольшая цитата Окружного суда Центрального округа Пенсильвании — это суд «Кицмиллер против Дуврского школьного круга» (2005).

Обратите внимание на аргументы, в качестве оснований отказа указано на то, что связано со статусом науки как социального института. Проблематика креационизма рассматривается как не относящаяся к сфере науки, поскольку результаты не публикуются в рецензированных научных журналах, не задействованы в исследованиях, не приняты в научном сообществе – это не прямое опровержение сути креационистских взглядов, это решение о том, что наука и религия – самостоятельные социальные институты. Сравните это с тем, что в качестве аргументов звучало в судах других стран, на других процессах.

В России имел место первый и пока единственный процесс по поводу преподавания креационизма в школах это был иск Министерства образования РФ и Комитета по образованию Санкт-Петербурга против безальтернативного навязывания теории Дарвина в школьном курсе биологии. Суд, ссылаясь на Конституцию, отказал в удовлетворении иска, но общественное внимание к креационизму в нашей стране было дополнительно простимулировано этим процессом.

Концепция самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни.

СЛАЙД. Ранние философские взгляды на проблему происхождения имеют черты сходства с мифологией более раннего времени.

Фалес: растения развиваются из земли, увлажненной водой.

Анаксимандр: живые существа образуются из айперона по тем же законам, что и неживое. Анаксимен: материальное начало мира – воздух, из которого все возникает.

Платон: Животные – это те формы, в которых существуют души людей, будучи наказанными.

Ее истоки относятся к мифологии Древнего Китая, Вавилона, Египта. Мифу свойственен тотальный генетизм, объяснение отдельных объектов и мира в целом сводится к рассказу о происхождении и творении. Мифу присуще резкое разграничение раннего, сакрального, мифологического и текущего, последующего времени. Происхождение или творение в мифе отделены от настоящего времени и всегда воплощают не просто прошлое, а особую форму, первопредмет, перводействие, первотворение, которое предшествует эмпирическому времени. Ранние философские взгляды на проблему происхождения жизни, во многих положениях смыкаются с мифологией более раннего времени. Н-р, Фалес – первичное вещество для него – вода: растения развиваются из земли, увлажненной водой. Вспомните наши лекции по истории познания природы, говорили, что особенность античного взгляда на природу, ее трактовка как организма и суть первых натурфилософских концепций авторов, обращающихся к природе – это поиск первоначал, а дальше из найденных первоначал объяснение всего сущего. Так для Анаксимандра живые существа образуются из айперона по тем же законам, что и неживое, животные рождаются из влаги и земли, нагретой солнцем. У Анаксимена материальное начало мира – воздух, соответственно из него все возникает. Обратите внимание на взгляды Платона, до 16-го века Платон и Аристотель оказывали огромное влияние на познание природы. Платон считал, что первым сотворен человек, у человека три души, одна бессмертная и две смертных, одна из смертных душ – мужская (мощная, энергичная), вторая – женская (слабая и податливая). И эволюция по Платону совершается путем деградации этих душ, т.е. животные — это те формы, в которых существуют души людей, будучи наказанными. Души людей переселяются в животных, смертная часть души превращается в четвероногих, те кто по тупоумию превосходит четвероногих, становятся пресмыкающимися, те, которые были просто легкомысленными дают свою душу птицам, кто был невежественен и бестолков превращаются в водных животных. Известная песня Высоцкого «Быть может тот облезлый кот был раньше негодяем…», но предостерегаю вас, излагать концепцию переселения души, учения о метемпсихозе со ссылками на взгляды Высоцкого, потому что у Платона только однонаправленное переселение от человека к животным (у Высоцкого и туда, и обратно).

Продолжается описание взглядов философов на происхождение.

СЛАЙД. Анаксагор: первоначально организмы образовывались из соединения семян, увлажненных каплями дождя, с семенами, находившимися в земле.

Эмпедокл: сначала частицы 4 элементов соединились, образовав органы и части тела животных, далее в результате случайных сочетаний возникли полноценные, способные к размножению организмы.

Демокрит: земля, насыщенная влагой, состояла из мягкого ила. Под действием солнечного жара возникало гниение, давшее начало образованию пузырей (оболочек), внутри которых зародились первые животные.

Аристотель: определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.

Анаксагор считал, что первоначально организмы образовывались из соединения семян, увлаженных каплями дождя с семенами, находящимися в земле. Во влаге возникали зародыши, из которых развивались живые существа, и они только в дальнейшем обрели свойства рождаться друг от друга. Эмпедокл считал, что сначала возникли частицы 4-х элементов, они соединились, образовали органы и части животных, которые существовали самостоятельно, затем из отдельных частей и органов возникли неполноценные, уродливые существа, нежизнеспособные, у них не было всех необходимых органов и потом в результате случайных сочетаний возникли полноценные, способные к размножению организмы. В зависимости от того, какие элементы преобладали в теле животного, животное выбирало среду для жизни: водную, воздушную, наземную. По Демокриту живые существа произошли в период развития мира, когда земля, насыщенная влагой, состояла из мягкого ила, под действием солнечного жара в отдельных местах, где скапливалась влага, возникало гниение, дававшее начало образованию пузырей, оболочек, внутри которых находились первые животные и далее в зависимости от различия атомов, образовавших тела, некоторые животные стали летать, плавать, жить на суше.

Что важно во всех этих описаниях? Живое трактуется как возникающее путем быстрого спонтанного перехода от неживого к живому, но для этого нужны особые факторы, н-р, солнечный свет. Аристотель, наиболее детально описав такие взгляды считал, что активное начало способствует созданию живого организма. Он думал, что такое активное начало содержится в оплодотворенном яйце, присутствует в солнечном свете, в тине и гниющем мясе. Цитирую Аристотеля: «Таковы факты – живое может возникать в результате не только спаривания животных, но и разложения почвы... Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием сил природы, возникая из разлагающейся земли, отбросов или из определенных частей растений». Известное высказывание Аристотеля: «Вши исходят из мяса, а клопы из животных соков». По Аристотелю самозарождение – не единственный путь, так про насекомых он говорит, что они и размножаются, и возникают самопроизвольно; растения происходят либо из семян, либо зарождаются самопроизвольно. Любое возникновение у Аристотеля согласно его общефилософским взглядам связано с причинами, когда материя лежит в основе становления, форма выступает целью, а движение – поводом.

С распространением христианства концепция спонтанного самопроизвольного зарождения жизни продолжала существовать, но уже в тени креационизма. До середины 16 века Платон и Аристотель оказывали на философские представления о природе более сильное влияние, чем буквальная интерпретация Книги Бытия. Вспомните лекцию про историю познания природы, в Средневековье не история включена в природу как мгновение в вечность, а наоборот, природа есть момент исторического бытия, которое истолковано трансцендентно. Есть символический язык, на котором говорит трансцендентальное бытие. Идея самозарождения в Средневековье и в эпоху Возрождения допускала возможность самозарождения не только простых, но и сложноорганизованных существ.

Пример из Шекспира. В трагедии Антоний и Клеопатра есть такой фрагмент, когда Антоний с Лепидом рассуждают о том, как обстоят дела в Египте.

Антоний.

Так водится у них. На пирамидах

Есть знаки, по которым измеряют

Разливы Нила. Если высоко

Стоит вода, ждать надо урожая,

А если низко - будет недород.

Когда вода спадает, земледелец

Бросает зерна в плодоносный ил,

А там уже недолго и до жатвы.

Лепид.

Слышал я, у вас там диковинные гады родятся.

Антоний.

Водятся, Лепид.

Лепид.

Ваши египетские гады заводятся в вашей египетской грязи от лучей вашего

египетского солнца. Вот, например, крокодил.

Антоний.

Правильно.

Это означает, что Шекспир, по крайней мере, был знаком с концепцией спонтанного самопроизвольного зарождения жизни и эта концепция относилась во время Шекспира к макроскопическим организмам, к таким, как крокодилы.

Концепция спонтанного самопроизвольного зарождения жизни (9 слайд), связана с попытками творения гомункула. Описание попыток творения гомункула находят в арабских текстах. Есть такой источник, Книга о Корове, в ней описаны ингредиенты для сотворения жизни: сперма мужчины, животное для оплодотворения (корова или овца), кровь животного, которая используется в процессе, чтобы сделать существо, оплодотворенное, особь должна была произвести бесформенную субстанцию ее помещали в огромный сосуд с порошком из, так называемого, солнечного камня, дня на три и дальше в процессе роста гомункула в сосуд добавляли для кормления кровь его обезглавленной матери (коровы или овцы). И после таких манипуляций происходило образование гомункула – искусственного человека.

Современные ученые говорят, что в книге о Корове, в этом арабском источнике описаны фантазии автора, а на слайде вы видите рецепт создания искусственного человека врача и химика раннего Возрождения, но по взглядам он скорее был представителем средневековья Филипп Ауреола Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма, известного в истории под латинизированным именем Парацельс – «подобный Цельсу», он сам принял это имя в расцвете сил, научной зрелости. Он разрабатывал рецепты искусственного человека. Гомункул – это по представлениям древних, включая алхимиков средневековья, существо наподобие человека, полученное искусственным путем. (Почитайте рецепт Парацельса на слайде. В этом рецепте вы найдете особенности алхимии).

СЛАЙД. «Возьми известную человеческую жидкость (если вы не знаете, какую, если вы не спрашиваете, какую известную жидкость взять, вы не алхимик. Алхимия удел посвящённых.) и оставь гнить ее сперва в запечатанной тыкве, потом в лошадином желудке сорок дней, пока не начнет жить, двигаться и копошиться, что легко заметить. То, что получилось, еще нисколько не похоже на человека, оно прозрачно и без тела. Но если потом ежедневно, втайне и осторожно, с благоразумием питать его человеческой кровью (т.е., если у вас не получилось, думаете, в чем вы были неосторожны, в чем были неблагоразумны, т.е. в этом рецепте заложен сразу вариант неудачи) и сохранять в продолжение сорока седьмиц в постоянной и равномерной теплоте лошадиного желудка, то произойдет настоящий живой ребенок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от матери, но только весьма маленького роста».

Парацельс очень интересный человек, он был противником мертвых догм, закостенелых традиций средневековых авторитетов, он не лез в карман за словом, был остер на язык, у него была масса врагов, ему приходилось переходить из одного европейского города в другой, и он повсюду старательно и прилежно учился. Не только у докторов, но и цирюльников, банщиков, кузнецов, пастухов, цыган, знахарок. Учился искусству врачевания, какие применяют средства, как ухаживают за больными. Взгляды Парацельса любопытны тем, что он исходил из единства мира, из идеи о тесной связи и родстве человека и мира, человека и Бога. Он именовал человека микрокосмом, малым миром, в котором заключены свойства всех вещей, именовал человека квинтэссенцией, истиной сущностью мира. По Парацельсу человек производится Богом из вытяжки целого мира, словно в огромной алхимической лаборатории, и человек несет в себе образ творца, поэтому нет никакого запретного, по мнению алхимиков, для человека знания. Человек способен, а по Парацельсу даже обязан исследовать все сущности, которые есть в природе и за ее пределами, человека не должна смущать или останавливать их необычность. Потому что для Бога нет ничего необычного и все сущности – свидетельство всемогущества Бога, поэтому нимфы, гномы, саламандры, сирены, гиганты, карлики и иные существа, населяющие 4 стихии, должны быть познаны человеком.

На сегодняшний день Интернет буквально кишит статья и видео на тему гомункула, на YouTube очень много фейков. Вы конечно, можете попробовать для создания живого существа использовать яйца курицы, не забудьте, в источниках указано, что она должна быть черной, яйцо должно быть свежим, в яйце проделать небольшое отверстие, отлить некоторое количество белка и заместить известной человеческой жидкостью, эту дырку плотно заклеить куском пергамента, положить в навоз, обязательно в первый день мартовского новолуния. Так что вы уже опоздали, но если кто уже это сделал, то через 30 дней из навозной массы должно выйти маленькое человекообразное существо с уродливым лицом, создатель должен скрывать свое творение в секретном месте. Задумайтесь, я надеюсь, вы поняли мою иронию в этом описании. Задумайтесь, почему в современной культуре наблюдается рецидив идеи гомункула, идеи концепции самопроизвольного спонтанного самозарождения? Мне кажется, что рациональная причина в том, что человечество активно идет по пути улучшения себя.

Человечество в конце 20 века научилось создавать новые живые объекты генно-инженерными методами, и этот путь опасен и привлекателен одновременно. Сегодня человек активно вмешивается в собственную природу. Об ограничениях и смыслах этого у нас будет разговор во 2-й части курса.

Концепция самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни. В 16-17 веках в изучении природы произошел резкий перелом от собственно философских рассуждений и непосредственного наблюдения стали переходить к систематическим лабораторным исследованиям. Но на первых порах развитие экспериментального естествознания не поколебало представлений о возможности спонтанного зарождения живого. Посмотрите на изображение на этом слайде – это портрет Ван Гельмонта, который описал научный, по тем временам, эксперимент, в котором он наблюдал самопроизвольное рождение мышей. Вспомните первую тему курса, ответьте на вопрос: «Что в эксперименте Ван Гельмонта недостаточно, чтобы считать его научным с современной точки зрения?»

Ван Гельмонт использовал темный шкаф, горстку пшеницы, грязную рубашку, пропитанную человеческим потом. Активным началом в процессе зарождения мышей он считал человеческий пот. Цитирую: «Положи в горшок зерна, заткни его грязной рубашкой и жди». Через двадцать один день появятся мыши: они зародятся из испарений слежавшегося зерна и грязной рубашки. Поразительно, что появляются мыши обоего пола, кои совершенно схожи с рожденными естественным путем особями… Еще более поразительно, что получаются не детеныши, а взрослые мыши...». Что нужно, чтобы этот эксперимент считать научным с современной точки зрения? Задумайтесь и ответьте на этот вопрос.

В нижней части слайда перечислены достаточно известные мыслители, которые разделяли концепцию спонтанного зарождения жизни. Сторонники концепции самопроизвольного спонтанного зарождения жизни: Гете, Коперник, Галилей, Бэкон, Декарт, Гегель, Шеллинг.

На 11-м слайде посмотрим, кто ее критиковал. Критика концепции спонтанного зарождения жизни была предпринята из разных философских оснований.

СЛАЙД. Критика идей спонтанного зарождения жизни была предпринята, исходя из различных оснований. Философские основания: немецкий философ Лейбниц (1646-1716) – ничто не возникает заново, но лишь претерпевает изменения через увеличение или уменьшение. Естественнонаучные основания: английский врач У. Гарвей (1578-1657) – каждое существо возникает, в конечном счете, из яйца.

Идею самозарождения критиковал Лейбниц на основании своих общефилософских взглядов. Согласно Лейбницу, вся живая природа берет начало от семенных животных, возникающих вместе с началом мира. Лейбниц считал, что ни что в природе не возникает заново, а только претерпевает изменения через увеличение или уменьшение. Подумайте, как учение Лейбница о монадах связано с критикой концепции спонтанного зарождения жизни.

По другим основаниям концепцию спонтанного самопроизвольного зарождения жизни критиковали представители естествознания. В 17-м веке господствовала идея о том, что каждое существо возникает в конечном счете из яйца – представления Гарвея. Сам автор идеи не исключал возможность самопроизвольного зарождения, но идея происхождения из яйца рождала два возможных объяснения: общепринятое, например, личинки мух в разлагающемся мясе возникают спонтанно и второе, личинки каким-то образом появляются из яиц. И далее, уже в конце 17 века были попытки между этими двумя обозначенными позициями выбрать.

СЛАЙД. Наблюдения Франческо Реди (1626-1697) подтверждали мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предсуществующей жизни (концепция биогенеза). "Все живое – от живого".

1668 год опыты, касающиеся размножения животных итальянского биолога Франческо Реди. Реди подверг сомнению концепцию самопроизвольного зарождения жизни. Сейчас я процитирую его описание собственного эксперимента – сравните с позицией Ван Гельмонта. Обратите внимание, что прошло не очень много времени, Гельмонт умер в 1644 году, Франческо Реди работал в середине 70-х гг. 17 века, как изменилось представление о научности эксперимента?

Цитирую Франческо Реди: «Убежденность была бы тщетной, если бы ее нельзя было проверить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них змею, в другой – немного рыбы, в третий – угрей из Арно, в четвертый – кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми… Вскоре мясо и рыба в незапечатанных сосудах зачервивели; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не увидел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба”.

Т.е. его наблюдения подтвердили мысль о том, жизнь может возникнуть только из предсуществующей жизни. Тезис «Все живое – от живого». Такие взгляды носят название «концепция биогенеза» (bios – жизнь и genesis – происхождение). А далее, применительно к микроорганизмам интерес к проблеме самопроизвольного зарождения жизни стал возрастать по мере открытия этих микроорганизмов. Я бы хотела сказать о микроскопических наблюдениях Левенгука, хотя он не обозначал свою позицию по отношению к спорам относительно самопроизвольного зарождения.

Использование микроскопа для исследования мира микроорганизмов заставило звучать слова Плиния Старшего: «Природа велика и в малом». Скорее всего, микроскопы изобрели в Голландии в 17-м веке, иногда приписывают это Галилею, но я расскажу о Левенгуке. Но прежде отмечу, что до Левенгука церковь отрицательно относилась к использованию оптики, посмотрите на иллюстрацию это изображение Иеронима Босха.

Некоторые отцы церкви полагали, что очки — это инструмент дьявола, и запрещали своим прихожанам использовать это бесовское изобретение, и вот на многих картинах можно видеть чертей в очках как, например, у Босха. Ходили слухи что магические линзы очков вселяя веру в людей познание разума высасывают глаза, очки носят исключительно проходимцы или как сегодня бы выразились по-другому, недобросовестные граждане, но вот после Левенгука все изменилось. От Левенгука пошел ряд исследователей, которые в течение 18 века усердно занимались микроскопическими наблюдениями. Левенгук был ученым из породы дилетантов, он не знал латыни, он сделал массу открытий без научного образования. Он родился и почти все время жил в Делфте, Голландия. Он сначала торговал мануфактурой, служил в городской ратуше, но у него было хобби: он делал своими руками увеличительные стекла, которые до него никто и себе представить не мог. Микроскоп Левенгука – это, по существу, очень сильная лупа. Линзы увеличительных стекол, которые использовал Левенгук были очень маленькие, величиной с крупную горошину, пользоваться ими было трудно. Крохотное стеклышко он заключал в оправу на тонкую длинную ручку и это стеклышко в оправе приходилось буквально прикладывать вплотную к глазу. Но несмотря на эти сложности наблюдения этого талантливого и трудолюбивого голландца отличались высокой точностью.

На слайде изображена аллегорическая картина с фронтисписа¹ сочинения Левенгука, это изображение науки, которое проникает в тайны природы.

Фигура в центре рисунка показывает способ наблюдения при помощи микроскопов Левенгука – исключительное мастерство – он получал увеличение до 270 раз, но этого, конечно, недостаточно, чтобы увидеть бактерий, причем ничем не окрашенные. Приемы, которыми он пользовался, он не опубликовал, мы о них можем только догадываться, но известно, что он написал в Лондонское Королевское общество о своих наблюдениях над налетом с зубов. Он был любопытным, он под свое стеклышко укладывал то. Что ему было доступно для наблюдения: капельку росы, серу из ушей, налет зубов. Вот, что он пишет: "С величайшим удивлением я увидел под микроскопом невероятное количество маленьких животных, и притом в таком крошечном кусочке вышеуказанного вещества, что этому почти невозможно было поверить, если не убедиться собственными глазами".

Как я уже сказала, сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками и противниками самопроизвольного зарождения, но мир микроорганизмов, который он наблюдал давали пищу обоим концепциям: и теории спонтанного зарождения живого из неживого (абиогенез: "а" – отрицание, "bios" – жизнь и "genesis" – происхождение) и идеям происхождения живого только от живого – биогенез. И это в конце концов побудило ученых поставить эксперименты для решения вопроса о возникновении жизни, прояснить этот вопрос, но прежде, чем идти по хронологии проблемы дальше, заканчивая разговор о Левенгуке я упомяну еще два факта: во-первых, историки считают, что Петр I во время путешествия по Европе специально заезжал в Делфт к Левенгуку, а во-вторых, историки литературы считают, что романы о путешествиях Гулливера были написаны Свифтом под влиянием того, что делал Левенгук. Вот так в культуре взаимосвязаны различные ее формы. Мне кажется, это важно и интересно.

СЛАЙД. В 1859 году Французская АН объявила конкурс "Попытаться путем хорошо поставленных опытов осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении".

Луи Пастер (1822 - 1895) доказал справедливость теории биогенеза и опроверг концепцию спонтанного самопроизвольного зарождения.

Однако это привело к кризису в науке: если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся самый первый организм?

К 19 веку учение о самопроизвольном зарождении жизни сумело укрыться в недоступных для экспериментального исследования областях. Эволюция трактовки проблемы происхождения жизни показательна в том отношении, что обнаруживает характерные для биологии с 18 века постепенное разложение знания о живой природе и собственно биологическое познание. И самой существенной причиной того, что спор по вопросу о самопроизвольном зарождении затянулся так надолго, было отсутствие общей теории. Это была непроясненность понятий. Ищем происхождение живого, живого организма, жизни вообще?

Обратите внимание на слайд (выше). Как способствовало становление науки как социального института продвижение в решении проблемы происхождения жизни. В 1859 Французская академия наук объявила конкурс на изучение темы. Обратите внимание в верхней части слайда на формулировку темы, объявленной для конкурса Французской Академии наук. Посмотрите, как тонко сформулировали задачу академики. Попытаться (то есть возможно без надежды на успех) путем хорошо поставленных опытов. Это означает, что в середине 19 века уже есть четкое понимание того, что такое научный эксперимент, какой опыт ведет к истинному знанию. Читаем дальше – осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении, то есть Академия наук изначально не задавала вектор: опровергнуть, подтвердить концепцию самопроизвольного зарождения. Только лишь осветить по-новому!

И активный интерес к проблеме пробудился у Луи Пастера, который занимался исследованием природы ферментов и знал, что при брожении посредником всегда служит живой организм. Он работал на одну из пивоваренных компаний и отвечал на вопрос, почему при болезнях дрожжей пиво иногда получается невкусным. И Пастер предположил, что организмы спонтанно возникают из инертного вещества или заносятся с воздухом, который содержит жизнеспособные зародыши микроорганизмов. Талант Пастера как исследователя сказался в постановке достаточно простого, но убедительного опыта, доказавшего несостоятельность аргументации сторонников концепции самопроизвольного зарождения. Он взял стеклянный сосуд с S-образно-изогнутой трубкой, он рассуждал, что на изгибах этой трубки может осесть пыль и микроорганизмы (если они попадают в бульон, они вызывают его загнивание). Пастер доказал, что именно попавшие извне микробы есть причина «зарождения» жизни в сосуде. Атмосферный воздух лишь способствует размножению микроорганизмов, которые в благоприятных условиях воспроизводят себе подобных.

В 1862 году Французская Академия наук присудила Пастеру премию не столько за решение проблемы, сколько за точную постановку опыта. Вывод Пастера состоял в том, что живое не может возникать из неживого. Все живое – только от живого, то есть его опыты рассматривались как доказательство концепции биогенеза. Хотя в своих работах Пастер решал вопрос только о возможности зарождения микроорганизмов и не касался вопросов о возникновении жизни в его философском и общебиологическом контексте, вывод был именно такой: все живое только от живого.

Фигура Пастера может служить иллюстрацией так называемой концепции пришельцев в методологии науки, когда в какую-то область приходит человек из другой научной сферы, он не связан традициями, но обогащен методами. И ему удается сделать то, что не удается другим. Вернадский писал о Пастере: «Пастер выступал как химик, овладевший экспериментальным методом, вошел в новую для него область знаний с новыми методами и приемами работы и увидел в ней то, чего не видели ранее изучавшие ее натуралисты-наблюдатели. Обратите внимание: Пастер в принципе повторил схему эксперимента, о котором мы говорили раньше, но сделал это на новом уровне. Не просто нагревал до температур, близких к кипению (это технология пастеризации), но и фиксировал время, то есть биологический эксперимент он смонтировал с точными количественными методами.

Сейчас я сделаю отступление для тех, кому особенно интересно, но отступление довольно сложное. В современной философии есть такое течение: эпистемологический релятивизм². Он не признает феномены – общественные, экономические, политические – до тех пор, пока они не начинают описываться людьми. То есть мир получает квалификацию только после того, как некоторая теория через человека получает к нему доступ. То есть объектов мира не существует, пока не появится язык, который позволяет описать феномены в определенных терминах, они остаются как бы неразличимыми. Вот, Бруно Латур, французский социолог науки и философ, издевательски спрашивал: «А где были микробы до того момента, пока их не описали, в том числе Пастер?». И сам при этом отвечает: «Там же, где был Пастер до своего рождения». О чем он хочет сказать? Пока Пастер не сконструировал некую эспитемическую оптику (эпистемический – то же, что эпистемологический) для проявленности бактерий как объекта для исследователя, не было никаких микробов. Латур писал: «Теперь можно сказать, не впадая в противоречие, что микробы были созданы в 1864 году и то, что они были всегда». Единственный, с точки зрения разумности и здравого смысла, ответ, по мнению Латура, после 1864 года микробы были всегда. Для тех, кто хочет понять этот фрагмент: о чем эспитемологический релятивизм? Он полагает, что объект – это вещь-в-себе. До тех пор, пока мы не создали эту модель мышления о нем, язык описания, интерпретативную схему, объяснительную модель – про объект мира ничего нельзя сказать. Это своеобразная позиция: наверное, объект где-то есть, но для нас его нет, нет до тех пор, пока у нас нет языка, мы ничего о нем не можем сказать.

Вернемся к естествознанию. Опыты Пастера доказали справедливость концепции биогенеза и окончательно опровергли концепцию спонтанного зарождения. Однако, это породило другую проблему. Если для возникновения живого организма необходимо наличие другого живого организма, то откуда взялся самый первый? Если для возникновения живого, необходимо наличие живого, то граница между живым и неживым стала представляться непроходимой. Так, крупный биохимик Уолт, американский биохимик, не отрицал значимости опытов Пастера по опровержению концепции самозарождения, но он указывал, что обычно опыты Пастера рассматриваются как пример торжества разума над мистицизмом, а дело, по его мнению, обстояло как раз наоборот. Цитирую: «Разумнее было бы поверить в самопроизвольное зарождение, ибо иначе нам остается поверить в изначальный акт божественного творения, третьего выхода нет». Именно поэтому ученые в 19 веке рассматривали концепцию спонтанного зарождения как философскую необходимость. Большинство же современных биологов говорят о том, что опыты Пастера оказались в чем-то бесполезны. Тем, кто верит в возможность самозарождения, Пастер никогда не докажет этими своими опытами его невозможность. Но эти опыты были важны, потому что они способствовали различению в науке живого и неживого. Но дали возможность проинтерпретировать тезис «все живое от живого» как постулирование жесткой демаркационной границы между жизнью и неживыми объектами. И в науке наступил кризис, потому что если наука не может изучать этот переход от неживого к живому, то тогда нужно признавать в органическом мире наличие каких-либо особых факторов, того же фактора X – жизненной силы души, но наличие или отсутствие этих факторов нельзя проверить экспериментальным путем. Таким образом, после Пастера жизнь обернулась чем-то уникальным и неповторимым, а возникновение жизни стало казаться неразрешимой проблемой, с которой ученым лучше не связываться.

СЛАЙД. Концепция стационарного состояния.

Концепция вечности жизни: Вселенная существовала вечно, всегда обладала способностью поддерживать жизнь.

Основана на идеях гилозоизма (Фалес), согласно которым жизнь - внутреннее свойство материи, но материи неразвитой, неструктурированной. Попытки переопределения жизни: необязательно, чтобы жизнь была представлена существами, сходными с земными организмами.

Посмотрите на 16 слайд. Опыты Пастера и опровержения концепции самозарождения восприняли как абсолютное доказательство полной невозможности возникновения в неорганической природе живых существ. И тогда появился интерес к разного рода представлениям о вечности жизни, основанных на старых идея геолозоизма, истоки которого уходят к Фаллесу, Анаксимандру, Анаксимену, согласно которым жизнь – это внутреннее свойство материи, но материи неразвитой, не структурированной. Если жизнь существует вечно, тогда проблемы происхождения просто не существует. И тогда оживился интерес к концепции стационарного состояния, согласно которой Вселенная существует вечно, всегда обладает способностью поддерживать жизнь, а вот живые организмы на Земле в ходе исторического времени обладают только способностью менять численность, вплоть до нуля, то есть вымирать. Этот вывод пытались обосновать с ссылками на геологические ископаемые останки, когда появление ископаемых останков в определённых горных породах стали интерпретировать в экологическом аспекте, например через увеличение численности популяций или перемещение популяции в места, благоприятные для сохранения останков. Эти взгляды в большей части своих доводов связаны с увеличением значений разрывов в палеонтологической летописи. Кроме идеи вечности жизни, высказывались мнения о том, что понятие «жизнь» надо пересмотреть и необязательно привязывать понятие «жизнь» только к существам, сходным с земными организмами. Например, Фехнер и Преер в 40-50 гг. 19 века утверждали, что не живые организмы происходят из неодушевленной материи, а наоборот – инертная материя выделяется из тела организма в виде неживых масс. Они отождествили понятие «жизнь» и «движение». И огненные небесные тела Фехнер и Преер рассматривали как живые существа. По их мнению, таким живым, в свое время, был и земной шар. Единый гигантский органиим, который дышал раскалёнными живыми массами, по его жилам текли раскалённые металлы, его пищей были метеориты, а потом огненно-жидкие ткани застыли в безжизненные горные породы, а остатки жизни теплятся еще в растениях и животных. То есть, по Фехнеру и Прееру, «жизнь» – это слабая дрожь той громадной могучей жизни, которой был охвачен весь земной шар.

СЛАЙД 18. Концепция панспермии.

Идея направленной панспермии: переселение жизни с планету на планету могло происходить в результате сознательного «посева» жизни космическими «пришельцами».

Английский биофизик и генетик лауреат Нобелевской премии Ф. Крик.

Концепция не может наметить четкую программу решения проблемы происхождения жизни.

Но мы понимаем, что такие попытки переопределять жизнь, не играли большой роли в развитии естествознания. И был еще один вектор выхода из кризиса. Посмотрите, пожалуйста, на 18 слайд. Когда были выдвинуты гипотезы, тоже имеющие истоки в античности, в Анаксагоре, это концепция панспермия. Кстати, термин «панспермия» и принадлежит Анаксагору. Концепция панспермии была создана шведским физиком и химиком, лауреатом Нобелевской премии Аррениусом и немецким физиком и физиологом Гельмгольцем. Сущность гипотезы заключается в том, что жизнь возникла не на Земле (они предполагают изучать не возникновение жизни вообще, а именно на Земле). Они считали, что жизнь могла возникнуть где-то на других планетах или, возможно, существует вечно во Вселенной, но с планеты на планету зародыши жизни (спермии) переносится под действием каких-то физических факторов. Когда споры жизни попадают на какую-то планету с благоприятными условиями, то они дают начало новой биологической эволюции.

СЛАЙД 17. Идея ненаправленной панспермии: земная жизнь – производная от космической жизни; причина возникновения жизни на нашей планете – случайное попадание в земную среду неких частиц жизни. Шведский физик и химик, лауреат Нобелевской премии С.Аррениус и немецкий физик и физиолог Гельмгольц. Концепция не может наметить четкую программу решения проблемы происхождения жизни.

На слайде 17 показана концепция ненаправленной (классической панспермии) – ее суть в том, что земная жизнь рассматривается как производная от космической, но причина начала жизни на земле случайная. Идея ненаправленной панспермии и в настоящее время поддерживают некоторые астрономы, те, которые изучают природу межзвездной пыли. Они приходят к выводу, что в космическом пространстве, в газовых и пылевых облаках могут присутствовать микроорганизмы – выдвигается гипотеза, что облака созданы из бактерий и микроспор, которые путешествуют в пространстве от планеты к планете. Микроорганизмы могут подхватываться кометами и метеоритами.

Согласно гипотезам академика Гольданского, на частицах газа пылевых межзвездных облаков может протекать синтез достаточно сложных, в том числе полимерных молекул. Образования таким путем даже вирусов, без совместной эволюции вируса и организма-хозяина, без действия биологического отбора невозможно. Так что теория не убедительна, что чувствуют и её создатели (они не верят в предопределенность возникновения жизни, но не могут признать и чисто случайный характер ее возникновения) – они выдвигают тезис о вечной и безграничной вселенной, в которой каким-то естественным путём может возникать жизнь (то есть материя порождает разум, разум связан с жизнью, жизнь снова порождает разум).

Интересный вклад в развитие ненаправленной панспермии был внесен в 80-х годах 20-го века, когда в Ленинградском Физико-Техническом институте Академии СССР проводили эксперимент с моделями комет – в вакуумную камеру помещался лед с примесями различных органических соединений, имитировались условия космоса, действие Солнца, и эти эксперименты показали, что в глубоком вакууме после испарения льда из условного ядра кометы на образовавшемся сухом остатке образовалась корочка из тончайших параллельных нитей – при большом увеличении было видно, что каждый волосок этой условной щётки – это ледяной стерженёк, спрятанный в плотно навитую на него спираль, из скрученных между собой молекул биополимеров. Если комету нагревали, ледяной сердечник испарялся, а образующийся ледяной пар раздвигал витки спирали – они становились подвижными, легко различимыми (похожи на двойную спираль ДНК). Когда исследователи ввели в состав экспериментальной смеси молекулы аминокислот и детали нуклеотидов, то установили, что в условиях вакуума и нагрева цепи из аминокислот – всё это послужило матрицей для нуклеотидов. То есть происходили процессы, напоминающие те, что происходят в живом. Эксперименты не подтвердили концепцию ненаправленной панспермии, но дали ей новую жизнь.

Хочу обратить внимание, что когда планируется уже сейчас марсианская экспедиция (не ранее 2030-х годов по планам Российской академии наук), уже на конференции в 2006 г. обсуждалась уже подготовка к пилотируемому полету с высадкой космонавтов на Марс, обсуждалась проблема Карантина – необходимость предотвратить попадание микроорганизмов с Земли на Марс и, если там жизнь есть, то и марсианских форм жизни на Землю. В 2006 году это оказалось важно в свете эксперимента, который был проведен. За пределы космической станции вынесли споры грибов и микроорганизмов – они оказались способны к жизнедеятельности после 12 месяцев в открытом космосе. Но опыты по обнаружению подобных спор в космическом пространстве дали отрицательные результаты. Споры не могут все-таки долго хранится в условиях космоса.

Всё это вызвало к жизни вторую разновидность концепции панспермии – концепцию направленной панспермии (слайд 18 выше). Английский биофизик и генетик лауреат Нобелевской премии Ф. Крик, создатель этой теории, предположил, что происходил сознательный «посев» жизни космическими «пришельцами». Цитирую Крика: «Если это не фантазия, то мыслящее существо, homo sapiens, служит только орудием, упаковкой, неким космобусом для распространяющегося истинного разума, скрывающегося в разумной и победоносной крупинке дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК творит цивилизацию, наше тело и разум вместе с духовными и физическими ценностями, это орудие этого зародыша, который занесён несколько миллионов лет назад на нашу Землю и имеет задачу овладеть нашей галактикой или нашей Вселенной, чтобы после встретиться с теми, кто занёс его на нашу Землю». Доводом в пользу этой гипотезы служил факт наличия в белке вещества молибден в количестве непропорционально большем, чем в среднем на Земле – на этом факте строилось предположения французского биохимика и микробиолога Нобелевского лауреата Жака Моно о невозможности возникновения жизни на Земле. Он делал вывод, что генезис ДНК имеет космический характер. Жизнь могла возникнуть где-то в окрестностях молибденовых звёзд, а потом достичь Земли. Однако на сегодняшний день эти аргументы были сняты работами японских биохимиков (в частности, биохимика Игами), так как было обнаружено, что в водах океана содержание молибдена выше, чем на Земле в целом и не уступает концентрации его в аналогичных микроэлементах. Концепция направленной панспермии еще более трудно опровергаема, чем концепция ненаправленной панспермии. В каком случае она может быть признана ложной? Когда будут исследованы все уголки Вселенной, и жизнь нигде не будет обнаружена – тогда можно будет сделать вывод, что жизнь не возникала где-то вовне Земли и принесена на Землю извне. Но представить себе такую возможность ни теоретически, ни тем более практически невозможно. Поэтому концепция панспермии, особенно в варианте направленной панспермии, интересна в условиях общей космизации взглядов человека. Проводится аналогия: было когда-то доказано, что Земля не центр Вселенной, поэтому можно предположить, что и высший разум не находится на Земле. Сторонники концепции направленной панспермии считают, что жизнь на Земле и в целом во Вселенной не может возникнуть случайно – слишком уж она сложна, поэтому предполагают существование Высшего разума, являющегося частью космоса. Это согласуется с идеей иерархической Вселенной: если есть что-то сложное, то можно представить еще более сложное – аналогия с доказательствами бытия Бога, которые использовались в Средневековье. Поэтому предлагается объяснить генезис жизни не с ссылкой на естественные причины, а со ссылкой на иерархию разумов, иерархию Вселенной. Аргументы: белки, нуклеиновые кислоты, т.е. биологические соединения сложной структуры столь сложны, что предположить их случайное возникновение сложно – они не могут быть результатом взаимодействия простых веществ в Мировом океане. Кроме того, сторонники концепции панспермии считают, что формирование биологических систем возможно в рамках законов термодинамики, но термодинамика открытых систем не может объяснить происхождения жизни. Концепция панспермии не открывает никакой чёткой программы для решения проблем происхождения жизни в рамках науки, поскольку заменяет хотя и плохо известные, но все же вероятные условия первичной Земли до появления на ней жизни на абсолютно неизвестные условия других миров – т.е. практически концепция панспермии «уходит от решения проблемы», заменяя проблему происхождения жизни вопросом о том, как возникла жизнь на Земле.

СЛАЙД 19. Ф. Энгельс (1820-1895): «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь». Подход к определению сущности жизни, исходя из субстрата, носит название субстратного подхода.

Складывается такая ситуация (на рубеже 19 и 20 веков), когда концепция панспермии и вообще логика проблемы происхождения жизни оказалась связанной дискуссией о природы белка. Дело в том, что знания о наличии жизни в живых жидкостях (крови, молоке) какого-то твердого субстрата – эти знания были давно (это знание из простых наблюдений за закисанием молока или свертыванием крови). То, что белки полимеры, сложенные цепями кислот, доказано было в 1901 году было доказано Фишером и Гофмейстером, когда был произведен первый искусственный синтез белка из аминокислот, что было окончательным док-вом аминокислотной природы белков и их природной структуры. Посмотрите на цитату Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь». Я бы не стала говорить об Энгельсе, если бы не его вклад в проблему происхождения жизни. Он дал определение жизни, исходя из субстрата – жизнь есть субстрат. Такие определения называются субстратными: сущность есть субстрат. Это задавало некую возможную стратегию (которая потом реализовалась) поиска сущности жизни внутри естествознания. Если мы объясним, как возникает белок, мы объясним, как возникает жизнь. Конечно, позицию Энгельса нужно воспринимать в контексте общефилософской установки, для него было важным на материальную субстанцию. Энгельс материалистически истолковал опыты Пастере: единство мира снимает непроходимую границу между живым и неживым. Но его понимание проблемы не сразу нашло поддержку среди ученых – Энгельс вошел в науку через Дарвина – принятие диалектики опосредовалось принятием эволюционной идеи в решении проблемы существования и происхождения жизни, но прямо руководствовался идеями Энгельса создатель концепции биохимической эволюции биохимик Александр Иванович Опарин (1894 – 1980).

СЛАЙД. Концепция биохимической эволюции. Биохимик А.И. Опарин.

Жизнь есть закономерный результат эволюции материи во Вселенной и естественного отбора, спонтанно образующихся в ходе химической эволюции веществ обособленных термодинамических открытых многомолекулярных систем.

Подводим некоторые промежуточные итоги. Ситуация, которая возникла в начале 20 века – переходим к современной науке. Концепция креационизма, однажды возникнув, не вступала в прямое противоречие с естественнонаучным объяснением происхождения жизни, потому что ни по целям, ни по задачам, ни по предъявленной информации они не взаимоисключали друг друга. Концепция самопроизвольного зарождения жизни была отвергнута на основании эмпирического материала. Концепция панспермии на большом эмпирическом материале выстроена быть не могла. И многие исследователи стали считать проблему нерешаемой средствами естествознания. Но А.И. Опарин будучи биохимиком, исходя из сугубо теоретических предположений (это важно – "на кончике пера"), а именно из субстратного подхода, высказал убеждение, что жизнь есть закономерный результат эволюции материи во Вселенной и действующего естественного отбора, спонтанно образующихся в ходе химических процессов обособленных термодинамических открытых многомолекулярных систем.

Слайд 21. Концепция биохимической эволюции.

Основные положения:

– Жизнь есть закономерный результат эволюции материи во Вселенной.

– На Земле имелись условия, значимые для возникновения жизни: разнообразие простых соединений в океанах, большая площадь поверхности Земли, доступность энергии и разнообразие ее источников, а также огромные масштабы времени.

– Невозможно возникновение жизни в результате химической эволюции, протекающей на молекулярном уровне. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимо образование особых микроструктур. Коацерваты (от латинского coacervus - сгусток, куча).

Методологический смысл основных положений концепции Опарина

1. Жизнь есть закономерный результат эволюции материи во Вселенной. Вспомните тему, посвященную современной космогонии. Теоретические исследования астрофизиков установили удивительную малопонятную взаимосвязь размеров галактики и времени её существования с момента большого взрыва с основными физическими константами (скоростью света, зарядом электрона, постоянная планка, масса элементарных частиц – протона, нейтрона) и постоянными (сильного, слабого, электромагнитного, гравитационного взаимодействий). По Опарину, весь ход эволюции во Вселенной включая образование биологически значимых молекул надо рассматривать как предпосылку возникновения жизни – это единый закономерный процесс.

В концепции биохимической эволюции устанавливается, что все необходимые для возникновения живого биологически значимые органические соединения могу образовываться в абиогенных условиях, то есть без участия живого – только на основе общих физико-химических закономерностей превращения веществ. Если принять гипотезу происхождения планет Солнечной системы из холодного газопылевого облака, и тогда Земле 4,6-4,7 млрд лет, на первых этапах формирования Земли тяжелые элементы перемещались к её центру, более легкие оставались на поверхности. Сначала температура была достаточно высокой, потом по мере остывания земли углерод и тугоплавкие металлы концентрировались и образовывали земную кору. В результате вулканической деятельности, непрерывных подвижек, сжатия, вызванного охлаждением, происходило образование поверхности земли. Легкие газы (водород, гелий, азот, аргон) уходили из атмосферы из-за недостаточности гравитационного поля, а простые соединения (вода, аммиак, двуокись водорода, метан) удерживались. Металлы, которые способны окислять элементы, соединяться с кислородом не могли, потому что в атмосфере Земли не было свободного кислорода. Это принципиально, что атмосфера первичной Земли носила восстановительный характер, то есть состояла из свободного водорода и его соединений. Современный окислительный характер атмосферы обусловлен присутствием кислорода, который является продуктом жизнедеятельности растений.

До середины 20-го века многие ученые считали, что органическое может возникать только в живом организме – именно поэтому их так и назвали – органические вещества (в противоположность вещества неживой природы – неорганическим). Но сегодня уже доказано, что органические вещества можно синтезировать без присутствия живых объектов. И концепция биохимической эволюции доказывает, что органические вещества могли создаваться в первичном Мировом океане из более простых соединений в абиогенных условиях, то есть без участия живого – только на основе общих физико-химических закономерностей превращения веществ. Необходимым условием для возникновения жизни является отсутствие кислорода, отсутствие биосферы, потому что она вовлекает все вещества в более интенсивный круговорот веществ и это делает невозможным протекание процессов, характерных для предбиологической эволюции. То есть однажды возникшая жизнь отрицает условия, в которых она создавалась, создавалась природой, по природным законам. И действительно лабораторные опыты показывают, что органические вещества гораздо легче создаются в восстановительной среде, чем в окислительной. И первичную энергию для реакции синтеза доставляли разнообразные источники: интенсивная солнечная радиация, которая попадала на Землю в условиях отсутствия слоя озона, и механическое движение – продолжались подвижки земной коры, и тепловая энергия – все условия, существовавшие на первичной земле, были значимы для формирования органических соединений.

2. На Земле имелись условия, значимые для возникновения жизни: разнообразие простых соединений в океанах, большая площадь поверхности Земли, доступность энергии и разнообразие ее источников, а также огромные масштабы времени. Условия первичной Земли позволяют предположить, что жизнь возникла в океанах, где постепенно накапливались в результате химических реакций органические вещества. Простых соединений в океанах было растворено много разных, и их концентрация в разных частях мирового океана тоже была различной. Площадь поверхности земли огромна. Разные виды энергии доступны, и в огромных масштабах времени могли происходить постепенные процессы отбора на устойчивость. Не надо предполагать какую-то цель предбиологической эволюции. Этой целью мог быть простейший отбор более устойчивых сформировавшихся объектов, в сравнении с неустойчивыми они получали поддержку.

3. Невозможно возникновение жизни в результате химической эволюции, протекающей на молекулярном уровне. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимо образование особых микроструктур. Коацерваты (от латинского coacervus - сгусток, куча).

Нельзя объяснить возникновение жизни, если мы будем смотреть только на результаты химической эволюции. Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимо образование особых микроструктур, потому что никакая целесообразность строения, никакая согласованность процессов, характерная для живых систем не может возникнуть без предбиологической эволюции целостных макрообъектов. Что это за объекты? Надо вспомнить, что белки способны притягивать к себе молекулы воды, создающие вокруг них оболочку, то есть белки способны создавать коллоидные гидрофильные комплексы. Эти комплексы могут обособляться от всей массы воды и образовывать эмульсию. Слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды – этот процесс Опарин назвал коацервацией, а сами объекты – коацерваты (от лат. сгусток, куча). Коацерваты были способны поглощать из окружающей среды различные вещества. Они внутри этой капли вступали в взаимодействие с соединениями самой этой капли – она увеличивалась в размерах (первичный процесс ассимиляции). Но там же могли происходить и процессы распада и выделения продуктов распада, соотношение между этими процессами у разных коацерватов были не одинаковы. Как я уже сказала, состав определенного коацервата зависел от состава среды, поэтому мировой океан имел первичный бульон различного химического состава. Эта база для предбиологического отбора среди коацерватов, отбора на устойчивость. И если на границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов (сложные углеводороды, которые сегодня слагают клеточные мембраны) могла возникнуть примитивная клеточная мембрана, обеспечивающая коацерватам стабильность. А если в коацерват включилась молекула, способная к самовоспроизведению, то мы модем уже вести речь о примитивной клетке.

Примерно такая последовательность событий согласно концепции биохимической эволюции должна была привести к возникновению примитивного самовоспроизводящегося организма.

СЛАЙД 22. А.И. Опарин считает, что роль случая велика, но к случаю не сводится все решение проблемы. При рассмотрении вопроса на более высоком уровне, когда сама атмосфера есть часть целого, Опарин постулирует необходимый характер возникновения и по общим методологическим посылкам отвергает абсолютизацию роли случая.

В чем трудности такого подхода? Первая трудность – это понимание соотношения случайности и необходимости. Альтернативные концепции биохимической эволюции гипотезы постулируют либо предопределенный характер возникновения первичных организмов, либо абсолютизируют случай. Сам Опарин очень четко фиксировал проблему: почти все концепции происхождения отличаются методологической слабостью – не отвечают на вопрос: «возникла жизнь случайно или закономерно?». Опарин прямо указывал, что жизнь возникла закономерно, но использовал в обосновании диалектический подход. Он считал, что роль случая велика. Например, какой состав коацервата в каких частях мирового океана. Но нельзя всё сводить к случаю. Если мы рассматриваем проблему на более высоком уровне, на уровне целого и рассматриваем диалектику части и целого, мы можем объяснить, как случайные процессы вели к формированию закономерности. На каждом этапе отбора мы можем увидеть соотношение частей внутри целого, а целым мы можем называть и коацерват, и на более высоком уровне весь набор предбиологических процессов. Опарин по общим методологическим посылкам, а не на основании каких-нибудь данных, отвергает абсолютизацию роли случая. Он показывает, что не применима математическая вероятность. Если мы пытаемся определить, с какой вероятностью возникла жизнь, то мы не можем это просчитать, потому что жизнь развивалась как цепочка последовательных преобразований. Для каждого шага нам пришлось бы тогда рассчитывать вероятность, что невозможно, потому что и условия изменились, и объекты, которые эволюционировали, не сохранились до настоящего. Поэтому, когда сейчас мы имеем дело с известными нам формами жизни, и мы смотрим в прошлое и пытаемся ответить на вопрос, как они возникли, нам кажется, что весь процесс происхождения жизни предопределен. Опарин показывает, что нужно диалектически относится к случайности и к необходимости, но современные ученые сталкиваются с теми же проблемами: либо абсолютизирование роли случая, либо стремление сослаться на цель (телеология).

Следующая лекция будет посвящена современному вступлению проблемы происхождении жизни.

Лекция от 18.04 ТЕМА 5. Мир как система. Системный подход в современной науке.

(пока без редакции)

Трактовка целостности, как сумма частей, была закреплена в науке под влиянием успешного развития физики. Именно в физике в новое время укрепилось представление учёных о том, что любые явления действительности можно представить, как процессы, осуществляющиеся в пространстве и времени, что они причинно обусловлены и подчиняются небольшому количеству законов, на основе которых можно дать миру точное описание. Этим стилем в новом времени вдохновлялись не только физики, но и биологи, психологи, экономисты, историки.

Целое при такой трактовке = (а1 +а2 +…аn) и связей между ними плюсы в этой форме. Такое сведение познания сложных объектов к изучению элементарнейших форм познания материи, как живой, так и неживой природы, носит название редукционизм. При таком подходе законы природы пытались изучать, познавая вместо единого отдельные части. Аналитически разделяя целое не части, углубляясь в их строение и функции.

Однако, если мы с подобной формулой подойдем к живому, мы увидим ее принципиальное ограничение. Соответственно, при рассмотрении жизни, как уникального явления, которое нельзя объяснить только действием законов физики и химии. Возникает альтернатива - механицизм, подход, получивший название витализм (vita-жизнь).

• Витализм - учение, объясняющее жизненные явления действием присутствующего в организмах особого нематериального начала: "жизненной силы", "души" или "энтелехии". (лат. Виталис – жизненный)

Согласно этому подходу, живому присущ особый нематериальный элемент, жизненная сила, жизненный порыв - энтелехия. Эти одушевляющие начала считались придающими организму такие качества как память, целенаправленность, к появлению которых слепые физические силы считались неспособны. Действительно, когда мы смотрим на живое, мы фиксируем видимую целесообразность, способность достигать неких конечных целей, соответствие структуры выполняемым функциям. В живой природе целесообразность встречается часто и ее отсутствие составляет скорее исключение. Соответственно, если мы хотим описать целое, то применительно к живому мы должны описывать не только элементы и связи, а между ними (а1 +а2 +…аn), но и некий фактор X – одушевляющее начало, которое собственно и делает живое живым. Именно с помощью этого начала объясняется целесообразность. Всякие разъяснения в понятиях цели называют телеологическими (от греч. telos-цель, конец). Аристотель говорил о том, что есть причины нескольких типов, если построен дом, то это произошло потому, что кому-то нужно было жилище, такой тип объяснения — это указание на конечные причины, т.е. телеологическое объяснение, но тот же дом строится потому что кто-то укладывает один кирпич на другой – это уже действующая причина. Одно время философы ограничивались поисками конечных причин, выдуманных или истинных и игнорировали изучение действующих механизмов. Н-р, работу мышц объясняли необходимостью двигать тело.

Классическая новоевропейская наука начала развиваться после того, как теологическими объяснениями стали заниматься философы и теологи, а зарождающееся естествознание стало заниматься изучением механизмов тех или иных явлений. Поиск действующих причин оказался столь эффективным, что представления о конечных причинах – целях в науке совсем перестали употреблять. Обращаясь к живым системам без понятия цели не обойтись, если мы фиксируем приспособленные жизни живого объекта, возникает вопрос о целях произошедших изменений. Жизнь демонстрирует видимую целесообразность. Если принять тезис о том, что жизнь починяется законам физики и поставить точку, то за пределами научного рассмотрения останется главное и самое интересное в изучении живого, живое - это физическая система, но вместе с тем живое обладает свойствами целенаправленности. Объяснить, как возникает целенаправленность, целесообразность в строении и функционировании, как из простого возникает сложное, вот точка теоретического интереса науки.

В 20 веке возникает установка на рассмотрение любых исследуемых в науке объектов как систем. Определений этому понятию на сегодняшний день существует множество. На слайде вы видите определение одного из основоположников общей теории систем Людвиг фон Берталанфи, который определял систему как комплекс взаимодействующих элементов. Ключевое понятие помимо понятия системы в системном подходе — это элемент. Элементом называют далее неразложимый элемент системы, но только при определенном способе ее рассмотрения. Для анализа сложных саморазвивающихся систем, когда между элементами и системой возникают промежуточные комплексы, более сложные, чем элементы, но менее сложные, чем система, то используют понятие подсистема.

Понятие «целое» и понятие «система» не всегда совпадают. Системами являются не только целостные системы, но и н-р, суммативные. К примеру, суммативной системой может служить набор карандашей. Есть отдельные элементы, но при объединении их в набор никаких новых свойств не возникает.

В целостных системах в результате взаимодействия элементов внутренние связи гораздо существеннее внешних. В системе появляются новые качества, не сводимые к свойствам элементов. Н-р, свойства H2O не сводимы к свойствам отдельно взятых атомов водорода и кислорода. Понятие система относится к числу всеобщих категорий науки, это понятие применимо к характеристике любых предметов и явлений и главными категориями, которые используются в системном подходе, т.е. в исследовании, изначально выделяющем целостность, элементы, связи между ними, являются понятия «часть целая», «внутренняя», «внешняя», «анализ», «синтез», «статика», «динамика», «состав», «структура», «связи», «отношения», «свойства» и т.д.

Т.е. системный подход — это совокупность общенаучных методологических принципов, в основе которых лежит установка на рассмотрение любого объекта в науке как системы. Специфика системного подхода состоит в том, что он ориентирует исследования в любой науке на раскрытие целостности в объекте. На рассмотрение объекта как развивающегося и на выделение тех механизмов, которые обеспечивают целостность и развитие на выявление многообразных связей между элементами.

Требования системного подхода

1 выявление элементов

2 выявление связей между элементами

3 выявление эффекта целостности

4 исследование механизмов взаимодействия системы и среды

5 рассмотрение системы как динамичной, развивающейся целостности

1.Что значит выделять объект, как систему в науке? В сложных системах, особенно социальных иногда трудно определить границы систем, выделить системообразующие свойства, т.е. указать, какие системы целостны. Н-р, фундаментальные исследования о проблемах государства и права неизбежно должны содержать такой анализ общественных явлений, который направлен на выделение элементов. В зависимости от теоретической установки эти элементы могут быть выделены по-разному.

2. Выявление связей между элементами, которые обеспечивают взаимозависимость частей внутри целого. Пример из системы права, систему права можно охарактеризовать как целостную, состоящую из структурных элементов, объективно связанных между собой. С позиции системного подхода следует рассматривать характер взаимосвязей и взаимодействий между, составляющими систему права элементами: целостность системы, влияние факторов внешней среды, влияющих на формирование системы права. Каждый элемент системы права в соответствии с особенностями осуществляемых функций имеет свое строение. Так составными частями отдельной нормы права являются гипотеза, диспозиция, санкция. Система права в силу своей целостности состоит из взаимодействующих и согласованных структурных элементов: норм права, институтов, отраслей. Такое единство всех уровней системы выражается в том, что свойства всех первичных элементов – норм права, проявляется и на последующих уровнях системы. Н-р, положение нормы права о необходимости регистрации сделок с недвижимым имуществом проявляется и в соответствующем правовом институте, который регулирует сделки с недвижимым имуществом и в нормах общей части отрасли гражданского права о форме сделок.

3. Нужно выявить эффект целостности, показать в чем свойства целого, несводимого к сумме свойств отдельных элементов.

4. Исследовать механизмы взаимодействия системы и окружающей среды.

5. Рассмотреть систему как динамичную, развивающуюся целостность.

Для социальных наук тоже присущ системный подход. Попытки рассмотреть социальные системы в развитии, позволяет сделать вывод, что системы являются открытыми, обладающими обратной связью со средой обитания. Система постоянно развивается в силу влияния внутренних и внешних воздействий, поэтому для исследования систем важным является изучение этих воздействий, способных изменять систему. Рассмотрение социальных систем как открытых присуще работам по исследованию правовых явлений. Поскольку, изучают не только право, как регулятор, но и общественные отношения, объект регулирования. Так система права существует в определенной внешней среде, которая определяет направленность ее функционирования, развивает ее. Правовая регламентация новых областей действительности, которая развивается сегодня, изменения экономики, убыстрение темпов общественных отношений, позволяет говорить о необходимости системе права быть подвижной. Динамизм системы права проявляется в том, что формируются новые отрасли и институты или исчезают старые по мере развития. Н-р, исчезли отрасли канонического права, некоторые отрасли хозяйственного права, колхозного права, исправительно-трудового и т.д. Но для каждой системы в вопросе о путях, способах и скорости изменений еще много нерешенного. Н-р, по прежнему дискуссионным остается проблема становления новых отраслей права. Поэтому исследование системы права будет наиболее полным при рассмотрении всей совокупности условий, в которых система права существует. И обратных воздействий системы права на политические, социальные, экономические подсистемы общества посредством общеобязательного нормативного регулирования.

Необходимо отметить, что существуют и другие точки зрения, указывающие, что правовые системы романо-германской правовой семьи образуют замкнутые системы, где любой вопрос может и должен быть разрешен путем толкования действующей нормы. Но в учебных целях на данном этапе ограничимся тем, что системный подход позволяет анализировать не только систему в статике, но и в динамике

Сегодня в системном подходе возникает некий тренд. Пример: концепция немецкого социолога и социального философа Лумана, возникновение теории самореферентных систем. По Луману под системой следует понимать нечто способное отличить себя от внешней среды и воспроизвести эту границу. Общество это самореферентная, самовоспроизводящаяся система. Самореферентность означает, что система способна не только воспроизводить, но и описывать себя и элементами социальной системы в таком понимании будут ни люди, ни их действия или роли, ни институты, ин правила поведения, а коммуникация. Коммуникация рассматривается Луманом не просто как передача информации, а как смысловой самореферентный процесс. Луман дал определение социальной системы как оперативно закрытой, т.е. она сама себя воспроизводит через собственные операции. Т.к. система взаимодействует со средой по Луману постоянно идет процесс ее изменений. Препятствовать разложению системы может процесс структурирования. Особенность системного подхода, внутренние свойства системы — это свойства с точки зрения компонентов, структуры, функций и интегративных результатов. Каждый аспект системности имеет свою методологию, может основываться на разном понимании реальности. Соответственно, когда вы вооружитесь, методом какого-либо из указанных подходов внутри системного, вы как исследователь можете получить результаты, касающиеся лишь одного свойства. И только сочетание всех 4-х подходов компонентного, структурного, функционального и интегративного позволяет сложить полную картину изучаемого объекта. Сегодня в науке системный подход является общей методологией.

В науке широко используется представление о том, что системы с их специфическими особенностями присущи определенными структурным уровням материи, т.е. закономерности систем зависят от того уровня организации материи, который вы изучаете.

Системы, как и структурные уровни образованы из определенного множества элементов, объектов какого-либо класса и характеризуются особым типом взаимодействия между, составляющими объекты элементами. Переход от одной области действительности к другой связан с усложнением и увеличением многообразия факторов, обеспечивающих целостность систем. Закономерности каждого нового уровня специфичны, несводимы к закономерностям уровней на базе которых они возникают. Можно сказать, что структурное многообразие, иначе говоря, системность, является способом существования материи.

Какое представление о структурных уровнях в организации неорганической природы есть в современном естествознании.

• Неорганическая природа:

микроэлементарный (уровень элементарных частиц и полевых взаимодействий)

ядерный

атомарный

молекулярный

уровень макроскопических тел различной величины

планеты

звездно-планетные комплексы

галактики

метагалактики

На следующем слайде вы можете увидеть, как согласно современной науке, структурирована живая природа. Почему возникает переход от простого к сложному, можно ли естественными причинами объяснить возникновение системности?

• Живая природа:

уровень биологических макромолекул

клеточный уровень

микроорганизменный

органов и тканей

организменный

популяционный

биоценозный

биосферный.

Поговорим о свойствах пространства и времени, потому что процесс перехода от простого к сложному разворачивается в пространстве и времени и нам важно понять, какие концепции пространства и времени существовали, и какая принимается современной наукой.

В истории философии и науки до 20 века сложились две концепции, вскрывающие сущность пространства и времени. Они обозначены по именам мыслителей, их сформулировавших.

• Субстанциональная

• Реляционная

Родоначальник субстанциональной концепции Демокрит по проблеме пространства, и он трактовал пространство и время как самостоятельные сущности, не зависимые не от материи, не друг от друга, субстанция то, что имеет причину внутри себя. Пространство согласно учению Демокрита, Эпикура и Лукреция объективно, однородно, бесконечно, оно есть вместилище совокупности атомов. Именно Демокрит ввел представление о реальном существовании пустоты как вместилище совокупности атомов, без пустоты, по его мнению, атомы лишены такой возможности. Как субстанцию трактовал время Платон. В субстанциональной концепции время отождествимо с вечностью - это чистая длительность, равномерно текущая от прошлого к будущему, вместилище событий. Субстанциональная концепция просуществовала более двух тысячелетий, подвергаясь лишь некоторым модернизациям и изменениям. Так понимание Ньютоном пространства как неподвижного, непрерывного, однородного трехмерного вместилища материи совпадало по сути с пониманием его Демокритом. Время согласно ньютоновской картине мира – это однородная, равномерная, вечная и неизменная чистая длительность. В классической механике пространство и время - это объективные данности, которые все в себя вмещают и ни от чего не зависят. Во времена Ньютона считалось, что свойства пространства и времени абсолютны, они не зависят от наличия материальных тел, протекающих процессов и наблюдателей. В ньютоновой модели пространство и время были тем фоном, на котором разворачиваются события, но который события не затрагивают. Естественно-научные аргументы опровергающие субстанциональное представление о природе пространства и времени стали складываться лишь к концу 19 века с возникновением физики электромагнитной теории. Ее развитие привело к необходимости отбросить представления о пустом пространстве, первоначально его заменили эфиром, который выполнял роль представителя всюду заполненного, абсолютного, но все же не от чего независимого пространства. Позднее эти представления были отвергнуты. Субстанциональная концепция пространства и времени была преодолена в ходе развития науки в 19-20 веке, так Лобачевский и Риман высказали предположение о существовании таких свойств пространства и времени, которые не описываются евклидовой геометрией.

Представления о пространстве формировались по мере освоения человеком жизненно необходимых территорий. И в первой книге начал, Евклид в 3 веке до н.э. предпринял попытку систематизации научных знаний по геометрии и определил те объекты, с которыми она работает: точка, линия, прямая, поверхность, плоскость. Наряду с этими понятиями Евклид привел список геометрических постулатов, на которых в течении тысячелетий базировались представления о пространстве.

• Система аксиом:

1.От всякой точки до всякой точки можно провести прямую.

2.Ограниченную прямую можно непрерывно продолжать по прямой.

3.Из всякого центра всяким радиусом может быть описан круг.

4.Все прямые углы равны между собой.

5.Если прямая, пересекающая две прямые, образует внутренние односторонние углы, меньшие двух прямых углов, то, продолженные неограниченно, эти две прямые встретятся с той стороны, где углы меньше двух прямых углов.

5-му постулату особо пристальное внимание как объекту уделяли и существует несколько эквивалентов этого 5-го постулата, один из них говорит, что сумма внутренних углов треугольника равна 180 градусам. В 19 веке создавались концепции, которые описывают существование таких свойств пространства и времени, которые не укладываются в евклидову геометрию.

Вариант такой не Евклидовой геометрии создавал математик Риман, а на слайде пример Лобачевского, который показал, что можно построить непротиворечивую геометрию, в которой через заданную точку может проходить несколько прямых параллельных задано. Эта геометрия построена на постулатах отличных от предложенных Евклидом. И дальше возникают вопросы, мы находимся в пространстве, оно евклидово, искривлено ли оно, не пересекутся ли параллельные прямые на бесконечности? Что вообще такое прямая в физическом мире? Всегда ли сумма углов треугольника 180? Как определить в каком пространстве мы живем? В какой геометрии это пространство следует описывать?

Соответственно противоположное Демокриту понимание пространства было сформулировано Аристотелем. Взгляды Аристотеля составляли суть реляционной концепции. Аристотель отрицал существование пустоты как таковой и согласно его взглядам, пространство неоднородно и конечно. Оно есть система естественных мест, занимаемых материальными телами. Аристотель утверждал, что как в движении, так и во времени всегда есть некое прежде и некоторое отличное от него после. Именно в силу движения мы распознаем различные, не совпадающие друг с другом теперь. И время тогда оказывается ничем иным как последовательностью этих теперь, их сменой, перечислением. Представления аналогичные взглядам Аристотеля на пространство и время развивали в новое время Лейбниц и Декарт, по их утверждениям не существует ни однородной пустоты, ни чистой длительности как самостоятельных и независимых начал бытия. Пространство и время атрибуты материальных процессов, они зависят от свойств объектов реальности, от отношений между ними. Пространство понималось как порядок взаиморасположения тел, а время, как порядок последовательности, сменяющих друг друга событий.

Протяженность объектов и длительность процессов согласно атрибутивной концепции, не являются первичными свойствами, они обусловлены силами притяжения и отталкивания, внутренними и внешними взаимодействиям, движениям и изменениям.

Субстанциональная и реляционная концепции не ставили под сомнение объективность существования пространства и времени. Однако, на следующем слайде представлена еще одна линия человеческой мысли – идеалистическая.

• И. Кант: пространство и время есть формы человеческой чувственности.

• Дж. Беркли, Э. Мах: пространство и время - это формы упорядоченных рядов ощущений.

• К. Пирсон: пространство и время не имеют реального существования, а являются лишь субъективным способом восприятия вещи.

• А. Богданов: пространство и время – продукты организующей и гармонизирующей человеческой мысли.

С точки зрения представителей этой линии философии, пространство и время — это способ расположения впечатлений, они имеют психологический источник происхождения. Так Кант трактовал пространство и время как формы человеческой чувственности, т.е. формы созерцания, согласно которым именно познающий субъект организует данный ему мир в определенный пространственно-временной образ. Если в классической науке ньютоновой физики время вечно, то в противоположность этому большинство людей считало, что физический мир был создан всего несколько тысяч лет назад. Это беспокоило таких философов как Кант. Если Вселенная действительно создана, то зачем было ждать целую вечность перед ее созданием. С другой стороны, если Вселенная существует вечно, то почему все, что должно произойти, еще не случилось? Почему история не закончилась? Почему вселенная еще не достигла термодинамического равновесия с повсеместно одинаковой температурой? Кант назвал эту проблему антиномией чистого разума. Поскольку, она казалась ему логическим противоречием, не имеющим решения, но это было противоречие только в контексте ньютоновой математической модели, в которой время представляло бесконечную линию, независящую от того, что происходит во Вселенной. Рассматривать эту линию подробно, не является предметом нашего курса, поэтому мы пойдем дальше.

Классические представления о пространстве и времени изменялись при создании теории относительности. Явления, которые описывает теория относительности называют релятивистскими (от лат. относительный) и они проявляются при скоростях близких к скорости света в вакууме, эти скорости тоже принято называть релятивистскими. В соответствии с теорией относительности существует предельная скорость передачи любых взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую – это скорость света в вакууме. Существование предельной скорости означает необходимость глубокого изменения обычных пространственно-временных представлений, основанных на повседневном опыте, поскольку, связано с такими явлениями как замедление времени, релятивистское сокращение размеров тел, относительность одновременности. В обычных скоростях, имея дело с обычными телами в нашей земной жизни мы не имеем прямого отношения с такими явлениями. Эти явления стали результатом создания теоретических конструкций, теории относительности.

Общая теория относительности трактует тяготение как искривление четырехмерного пространственно-временного континуума. В любой конечной области пространство оказывается искривленным, не евклидовым. Это означает, что в трёхмерном пространстве геометрия будет не евклидовой, а время в разных точках будет течь по-разному. Наполняющие Вселенную вещества и энергии искривляют, деформирует пространство и время так, что оно перестает быть плоским. Объекты в пространстве и времени стремятся двигаться оп прямым линиям, но, поскольку, пространство искривлено, их пути выглядят изогнутыми они движутся, поскольку, на них действуют гравитационные поля.

В качестве иллюстрации достаточно грубая аналогия.

Представьте себе лист резины, на который нанесены перпендикулярные линии, можно положить на него большой мяч или тело большой массы, вес объекта продавит лист, вызовет его искривление и, если запустить по листу маленький шарик, то он не будет катиться от одного края к другому по прямой. Он будет двигаться вокруг тела с большой массой, подобно обращению планет вокруг Солнца. Эта аналогия не полная, мы можем видеть, как только искривляется двухмерное сечение пространства, поверхность листа резины, а время остается незатронутым. В теории относительности пространство и время неразрывно связаны друг с другом. Благодаря искривлениям пространства и времени в общей теории относительности пространство и время превращаются из пассивного фона, на котором развиваются события, в участников происходящего. И еще одно отличие, в ньютоновской модели, где время независимо от всего остального, моно спросить: «Что делал бог до того, как создал Вселенную?». Согласно Августину Блаженному перед тем, как бог создал небеса и Землю он ничего не делал. В общей теории относительности время и пространство не существуют независимо, поэтому нет смысла спрашивать, что было до формирования материального мира. Нельзя указать на события, протекающие в том времени, которое не существовало до того момента, когда Вселенная возникла.

Общие свойства пространства и времени с позиции естествознания.

• Пространство и время. Общие характеристики:

1. Существуют независимо от сознания познания ими объективной реальности.

2. Универсальные, всеобщие формы бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, существующих вне пространства и вне времени.

Определение пространства в естествознании и его свойства.

• Пространство – это совокупность отношений, выражающих координацию сосуществующих объектов, их расположение друг относительно друга и относительную величину (расстояние и ориентация).

• Однородность;

• Изотропность;

• Трехмерность.

Определение времени и свойства времени с позиции современной науки.

• Время - совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга состояний (явлений), их последовательность и длительность

• Однонаправленность;

• Необратимость;

• Одномерность;

• Непрерывность и связанность.

Представления современного естествознания о специфике пространственно-временных процессов в определенных структурных уровнях, в частности, в живом.

• Проблема биологического времени была поставлена К.Бэром, основоположником эмбриологии.

• Научно обоснованная идея о биологическом времени принадлежит В.И. Вернадскому.

• Отличия биологического и физического времени:

1.биологическое время нерегулярно, поскольку нерегулярны изменения, лежащие в его основе.

2 при сведении биологического времени к физическому утрачивается представление о специфике биологических систем.

3.масштабы времени существенно изменчивы масштабов времени в психофизическом восприятии его течения человеком.

Большинство авторов подчеркивает, что время едино во Вселенной. Какого-либо особого, н-р, биологического времени авторы считают, нет. Правомерно говорить только о субъективной оценке времени, но есть и противоположная позиция, которая имеет немало сторонников. Это представление о том, что есть особое течение временных процессов в живом. Время в живом связано с жизненными явлениями, с отвечающим живым организмом пространством, которое обладает денсиметрией. Временная организация биологических систем представляет проблему отдельной области исследований, междисциплинарной области, которая получила название хронобиология (от греч. Χρόνος – время, bio – жизнь и logos – учение, наука). Хронобиология – это пример неклассической науки 20 века, которая представляет из себя междисциплинарный синтез, она объединяет методы и представления разных естественно-научных дисциплин, использует достижения точных наук и направлена на то, чтобы сформулировать представления о роли фактора времени в существования развития живых систем.

Процессы, протекающие в живых системах, осуществляются во времени упорядоченным образом. Упорядоченность – основа временной организации живых систем. И хронобиология считает, что временная организация живых систем есть один из основополагающих принципов биологической организации.

• Хронобиология – междисциплинарная наука, включающая методы и представления других естественнонаучных дисциплин (молекулярной биологии, генетики, биофизики, биохимии, морфологии и др.)

Основная задача хронобиологии- выяснить роль фактора времени в существовании и развитии биологических систем. Для того, чтобы обнаружить изменения в живых системах, хронобиология сравнивает состояния систем как минимум в двух временных точках, разделенных большим или меньшим интервалом.

По характеру зафиксированных изменений выделяют два типа процессов в живом: фазовые и ритмические изменения.

• Фазовые изменения – в живой системе последовательная смена стадии какого-либо биологического процесса. Эти изменения характеризуют как нормальное течение процессов в организме, так и реакцию на воздействия.

• Ритмические изменения – в живой системе колебательный процесс, приводящий к воспроизведению биологического явления или состояния биологической системы через приблизительно равные промежутки времени.

Очень важно, что для сохранения целостности системы именно осуществляется подстройка биологических ритмов.

Особенности временной организации. Разные ритмы имеют неодинаковую скорость перестройки и колеблются с разной частотой. Наличие в живых организмах ритмически организованных процессов с разным периодом дает возможности приспособления к множеству изменений в окружающей среде. Свойства временной организации живого, позволяющее эволюционировать - это лабильность биоритмов. Если бы ритмическая организация процессов была бы жестко задана, жестко детерминирована, живая система не могла бы меняться в соответствии с требованиями внешней среды. Так, н-р, частота ваших сердцебиений должна изменяться в соответствии с деятельностью, которую вы ведете, если бы этот ритм был жестко заданный, адаптация к изменяющимся условиям среды была бы затруднена. Установлено, что биологические ритмы с одной стороны имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, а с другой их осуществление связано с модифицирующим действием факторов внешней среды, их называют датчиками времени.

Как организм регулирует свои отношения с окружающей средой? У живых организмов важнейший датчик времени - фото периодичность, смена дня и ночи в неживой природе. У высших организмов разные способы регулировки биоритмов через органы зрения, через ритмы двигательной активности. Существует несколько концепций эндогенного регулирования биологических биоритмов: генетическая регуляция, регуляция с участием клеточных мембран, кибернетические модели регуляции. Факт генетической регуляции биоритмов очевиден. Обнаруженные биологические ритмы чувствительности к действию факторов физической и химической природы, н-р, лекарственных средств, это стало основой для хронофармокологии, т.е. способов применения лекарств с учетом зависимости их действия от фаз биоритмов функционирования организма. Знания о закономерностях биоритмов используется при профилактике, диагностике и лечении заболеваний - хрономедицина, при организации режимов труда и отдыха – хроногигиена.

Призываю вас просмотреть дополнительную литературу о хронобиологии человека. Эти знания имеют и теоретическое и прикладное значение. Мы говорим о пространстве и времени, чтобы понять, как с точки зрения современной науки в природе могут протекать процессы самопроизвольного усложнения, перехода от простого к сложному, от отдельных элементов с отдельными свойствами к целостным системам, свойства которых отличаются от свойств элементов. Проблемы самоорганизации в 20 веке стало одной из центральных проблем в науке.

Поговорим о кибернетике как науке, которая сосредоточилась на возможности использовать общий подход к рассмотрению процессов управления в системах разлиной природы в системах, которые достигают нового уровня сложности. Рождение кибернетики принято связывать с именем американского математика Норберта Винера, который в 1948 году опубликовал книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Во время Второй мировой войны он занимался исследованиями в области противовоздушной обороны и заинтересовался математическими расчетами и теорией обратной связи. Он исследовал задачу движения самолета при зенитном обстреле и обдумывание, экспериментирование убедили его в том, что система управления огнем зенитной артиллерии должна быть системой с обратной связью, что обратная связь играет существенную роль и в человеческом организме. Когда война закончилась, военный термин «самонаведение» уступил место более мирному слову «самообучение». Эта историю наблюдений из жизни мышей стала хрестоматийной сегодня, она называется «мышь в лабиринте», если грызун, привыкший к запутанным норам, попадает впервые в новый лабиринт, он ведет себя следующим образом, он пытается найти методом проб и ошибок путь, запоминает неверные ходы и не повторяет их в следующий раз. Если мышь запустить в лабиринт еще раз, она уже безошибочно пройдет весь путь. «Мышь в лабиринте» это пример самообучающейся системы. Оставалось создателю хотя бы в деталях описать этакую искусственную мышь, за что Винер и взялся.

Существующие в ту пору вычислительные машины необходимым быстродействием не обладали это заставило Винера сформулировать ряд требований к вычислительным машинам. По сути дела, им были предсказаны пути, по которым в дальнейшем шло развитие электронно-вычислительной техники. По мнению Винера, вычислительные устройства должны состоять из электронных ламп, а не из зубчатых передач или электромагнитных реле, это необходимо, чтобы обеспечивать быстрое действие. Следующее требование состояло в том, что в вычислительных устройствах должна использоваться более экономичная, двоичная, а не десятичная система исчисления и машина, полагал Винер, должна сама корректировать свои действия, в ней необходимо выработать способность к самообучению, для этого машину нужно снабдить блоком памяти, куда бы откладывались управляющие сигналы и те сведения, которые машина получает в процессе работы. Т.е., если раньше машина была только исполнительным органом всецело зависящем от воли человека, то Винер предположил, что техническая система может обладать некой долей самостоятельности. Заслуга Винера в том, что он впервые понял принципиальное значение информации в процессах управления. Говоря об управлении и связи в живых организмах и машинах, он видел главное не просто в словах «управление и связь», а их сочетании. Точно так же как в теории относительности важен не сам факт конечности скорости взаимодействия, а сочетание этого факта с понятием одновременности событий, протекающих в разных точках пространства.

Винера считают отцом кибернетики, науки об информационном управлении. Необходимо заметить, что по существу, ряд научных направлений, составляющих основные положения кибернетики разрабатывался до формирования отдельной предметной области науки кибернетики.

Опишем основные идеи кибернетики. Одной из основных идей кибернетики явился новый взгляд на составляющие, из которых состоит наш мир. Классическое представление о мире, который состоит из материи и энергии перестал существовать. Возникло представление о мире, состоящем из трех составляющих: энергии, метрии и информации. Информация от лат. informatio разъяснение, ознакомление, обозначает меру организованности системы в противоположность понятию энтропия, как мере неорганизованности. Управление — это информационный процесс, информация - пища, ресурс управления. Поэтому кибернетика вместе с тем есть и наука об информации. До кибернетического понятие информации было связано с совокупностью сведений, данных и знаний. Понятие информация в кибернетике уточняется в математических теориях информации - это теория статистической, комбинаторной, топологической, семантической информации.

Концепции информации, которая присутствует в отечественной и зарубежной литературе. Общее понятие информации должно непротиворечиво охватывать все определения информации, все ее виды. К сожалению, такого универсального понятия информации наука еще не выработала. Информация может быть структурной, застывшей. Н-р, в минерале, в металле, составляющим машину, в приборе, в автоматической линии. Любое техническое устройство - это овеществленная научная и техническая информация, но информация может быть функциональной - это связано с актуальным управлением. Информация измеримая величина, она измеряется в битах, как вы знаете из курса информатики, информация, с которой имеет дело компьютер представляется в видео наборов электрических сигналов.

• Единица измерения информации бит – сокращение от «Binary digIT».

Единицей информации принято считать состояние единицы или ноль из двух возможных состояний простейшего элемента.

Каковы свойства информации?

1. Способность управлять физическими, химическими, биологическими и социальными процессами. Там, где есть информация, действует управление. Там, где осуществляется управление непременно наличествует и информация.

2. Способность передаваться на расстоянии при перемещении инфоносителя.

3. Способность информации подвергаться переработке.

4. Способность сохраняться в течении любых промежутков времени и изменяться во времени.

5. Способность переходить из пассивной формы в активную, Н-р, когда извлекается из памяти для построения тех или иных структур, при синтезе белка, при создании текста на компьютере

Информация существенно влияет на ускоренное развитие науки, системы управления, техники и общества в целом. Политика, политическое управление, экономика – это концентрированная смысловая информация. Она перерабатывается человеческим сознанием, реализуется в социальных сферах. Социальная информация играет огромную роль в обеспечении правопорядка, работе правоохранительные органов, в образовании, в воспитании. Информация - это важный ресурс общества. Без информации немыслимы организованные системы. Именно такими системами является наблюдаемые в природе живые организмы, созданные человеком управляемые системы. Такие системы не просто являются организованными, они сохраняют свою организованность со временем, не растрачивают ее, как следовало бы из второго закона термодинамики. Единственным материальным объяснением факта сохранения организованности становится непрерывное извлечение из внешнего мира потока информации.

Соответственно, кибернетика как наука об управлении имеет своим объектом изучения управляющие системы. Для того, чтобы в системе могли протекать процессы управления, она должно обладать определенной степенью сложности и быть динамичной.

• К сложным динамическим системам относятся

живые организмы

социально-экономические комплексы

технические агрегаты

Однако, рассматривая сложные динамические системы кибернетика не ставит перед собой задачу всесторонне изучить их функционирование, хотя кибернетика и изучает общие закономерности управляющих систем, их конкретные особенности находятся вне поля ее зрения. Предметом кибернетики является те стороны функционирования систем, которыми определяется протекание в системах процессов управления, т.е. процессов сбора, обработки, хранения информации и ее использования для цели управления. Когда те или иные частные физико-химические процессы начинают существенно влиять на процессы управления системой, кибернетика должна включать их в сферу исследования, но не как всестороннего исследования, а именно с позиции их воздействия на процессы управления. Н-р, самолет может изучаться как управляемая, а, следовательно, кибернетическая система, когда создается автопилот или решается задача выбрать наивыгоднейшую программу полета. Однако, при решении других задач, тот же самолет может изучаться как тело, испытывающее сопротивление обтекающего его воздушного потока или как конструкция, у которой одни части колеблются относительно других, т.е. предметом изучения кибернетики являются процессы управления в сложных динамических системах.

Основные задачи кибернетики. Цель кибернетики – оптимизировать системы управления.

• К основным задачам кибернетики относятся:

установление фактов, общих для всех управляемых систем или по крайней мере для некоторых их совокупностей;

выявление ограничений, свойственных управляемым системам, и установление их происхождения; нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы;

определение путей практического использования установленных фактов и найденных закономерностей

Система кибернетических знаний.

Теоретическая кибернетика является абстрактной наукой, ее задача разработать научный аппарат и методы исследования систем управления, независимо от их конкретной природы. Именно внутри теоретической кибернетики развивается такие разделы прикладной математики как теория информации, теория алгоритмов, теория игр, исследование операций, и т.п. А вот прикладная кибернетика в зависимости от систем, которые она изучает подразделяется на техническую, биологическую и социальную кибернетику. Пример промежуточного звена между биологической и технической кибернетикой это бионика, наука об использовании моделей биологических процессов и механизмов в качестве прототипов для создания или совершенствования технических устройств.

• Бионика - использование моделей биологических процессов и механизмов в качестве прототипов для совершенствования существующих и создания новых технических устройств.

В своей деятельности человек постоянно обращается за помощью к живой природе. Причина особого внимания дизайнеров к законам формообразования живой природы заключается в том, что дизайн как особый вид искусства имеет связь с материальной средой. Живая природа имеет тенденцию в процессе развития стремится к экономии энергии, строительному материалу, времени, т.е. живая природа связана с целесообразностью существования. Поэтому возникла идея о возможности использовать в дизайне не только внешние очертания природных форм, но и закономерности формообразования живых структур. Соответственно, бионика — это наука пограничная между биологией и техникой, наука о применении в технике, в архитектуре, в дизайне принципов организации, свойств, функций и структур живой природы.

Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями как у птиц, так вы сразу представите, что такое бионический стил.

Первый пример это то, что заимствовал из природы швейцарский инженер Жорж де Местраль, он гулял с собакой и заметил, что к ее шерсти прилипают какие-то растение и решил причину, определил, что маленькие крючки на плодах сорняка прикрепляются к шерсти собаки и он запатентовал липучку, которая сегодня широко используется при изготовлении одежды.

Второй пример это знаменитый символ Парижа – Эйфелева башня построена по принципам бионики, ее прототипом послужила берцовая кость человека. В 1846 году исследования швейцарского профессора анатомии Мейера привели к неоднозначным выводам, загадка прочности берцовой кости не давала ему покоя. Почему такие сильные нагрузки не приводят к разрушению хрупкой структуры кости? Изучая ее строение, он заметил, что кость покрыта сложной сеткой миниатюрных косточек, которая позволяет равномерно распределять давление по поверхности и исключает деформацию. И когда инженер Карл Кульман использовал эти опыты для создания системы распределения нагрузки с помощью кривых суппортов при строительстве, через 20 лет появилось детище Эйфеля.

Детализируем представления о кибернетике. Один из основных методов кибернетики метод математического моделирования. Кибернетический подход отличается относительностью точки зрения на систему, эта относительность проявляется в том, что одна и та же совокупность элементов в одном случаем может рассматриваться как самостоятельная система, а в другом как часть некоторой большой системы. Свойства и особенности любых объектов не могут быть правильно оценены и учтены без рассмотрения многообразных связей и взаимодействий между отдельными объектами окружающей среды. Для кибернетического подхода характерен учет влияния среды на управляемую систему. Кибернетика считается с наличием случайных факторов, поэтому кибернетика использует статистические методы. Благодаря которым возможна, с точки зрения вероятностного аспекта, предсказывать поведение достаточно сложных систем. Поведение любой управляемой системы всегда изучается с учетом ее связей с окружающей средой. Так, н-р, самолет может менять свое движение, переходить в другие состояния под влиянием управляющих воздействий. Самолет может занимать различные положения в пространстве, может двигаться в разных направлениях, с разной скоростью в зависимости от того, как им управляют.

Но у управляемых систем, всегда есть предел, всегда фиксированное множество возможных изменений, из которого производится выбор предпочтительного изменения. Если нет выбора, то не может быть управления.

Кибернетическая система – это совокупность конкретных объектов, определенный набор свойств и связей с окружающей средой. Применимость понятия кибернетическая система к конкретной системе зависит не только от ее самой, но и от того, с какими целями вы ее исследуете. В кибернетике откликаются от конкретных особенностей изучаемых систем, выделяют закономерности общие для некоторого множества систем, вводят понятие абстрактной кибернетической системы и составляющие этой системы описывают в терминах не конкретных объектов, а абстрактных элементов. Переход от рассмотрения конкретных к абстрактным кибернетическим системам, носит такой же характер, когда мы переходим от действия над конкретными числами в арифметике к действиям с абстрактными числами в алгебре.

В кибернетических как управляемых системах всегда должен присутствовать элемент, осуществляющий функцию управления.

• Управление – это воздействие на объект, выбранное на основании имеющейся для этого информации из множества возможных воздействий, улучшающее его функционирование или развитие.

Когда управление выполняется органами, предназначенными для других целей, как правило, управляющий элемент, все-таки, реализуется органами специально для этого предназначенными. Т.е. управляемая система может быть схематично изображена в виде взаимодействующих двух частей: управляющей и управляемой, они взаимодействуют между собой. Кибернетика изучает управление по принципу обратной связи. Если между действием внешней среды и характеристиками системы происходят изменения есть взаимодействия, то это и есть обратная связь. Принцип обратной связи характеризует информационную и пространственно-временную зависимость в кибернетической системе. Если поведение системы усиливает внешнее воздействие, мы имеем дело с положительной обратной связью, если уменьшает, то с обратной отрицательной связью. Понятие обратной связи имеет отношение к цели управления. Цель определяется как внешней средой, так и внутренними потребностями субъекта управления. Цель должна быть принципиально достижимой, она должна соответствовать реальной ситуации и возможностям системы, управляющей и управляемой. За счет управляющих воздействий управляемая система может целенаправленно менять свое поведение, так целенаправленность управления биологическими системами сформирована в процессе эволюции. Она означает стремление организмов к выживанию и размножению. Целенаправленность искусственных управляемых систем, н-р, технических определяется их разработчиками и пользователями, т.е. термин кибернетическая система характеризует не только определенный тип систем, но и общность подхода к их рассмотрению, таким образом, свойством управляемости может обладать не любая система. Необходимым условием наличия в системе хотя бы потенциальных возможностей к управлению является ее организованность, не все организованные системы являются кибернетическими, хотя все кибернетические системы обладают определенной организованностью.

Кибернетика оказывает влияние на содержание и методологию всех наук, она устраняет непреодолимые границы между естественными, общественными и техническими науками, она способствует синтезу научных знаний, создает новый язык понятий, на котором говорят разные научные дисциплины. Кибернетика дала в руки человека сильнейший способ управления производством, управление обществом. Инструмент усиления интеллектуальных способностей человека – ЭВМ. Современные компьютеры универсальные преобразователи информации и с преобразованием информации человек связан во всех сферах своей деятельности. Задачей искусственного интеллекта, как системы, как области исследований является моделирование мыслительной деятельности, свойственной мозгу, при этом подразумевается, что модель может или должна этот самый мозг по каким-то параметрам превзойти.

Как связана кибернетика и развитие техники. Что из себя сегодня представляет искусственный интеллект? Сам термин имеет порядка двухсот официальных определений, его используют для широкого круга областей, техники, бизнеса, различного рода гуманитарных, социальных, политических исследований. Есть понятие так называемого сильного или глобального искусственного интеллекта, есть интеллектуальные системы, искусственный интеллект в играх, системы распознавания образов, системы распознавания синтеза речи, программы собеседники. Возник искусственный интеллект более 50 лет назад из вполне конкретной задачи. Компьютеры уже были и решили создать программу, которая будем имитировать человека – искусственный интеллект. И примерно 35-40 лет люди этим занимались, а потом поняли, что на человека это не очень похоже, потому что ключевые характеристики человека (сознание, разумность) не имеют однозначного понимания, но в рамках решения конкретных задач поняли, что интеллект как способ решения информационных задач является частью того, что называется разумом, но это не исчерпывающее, не совпадение частей целого. Если имитируется вычислительная часть, но кроме разума в сознании есть еще какие-то компоненты, поэтому, когда мы говорим интеллект не интеллект, возникает ключевая проблема, с чем мы сравниваем? Если сравниваем с собой, то мы должны признать, что моделирование функций мозга и нервной системы происходит на разных уровнях, а организацию абстракции можно моделировать на уровне отдельных нейронов, нейронных сетей, нервной системы, мозга в целом. И поэтому перед учеными две взаимосвязанные задачи: понять, как функционирует человеческий мозг и создать что-то подобное. Пока не слишком понятно, как мозгу удается получить впечатляющее сочетание надежности и быстродействия. Довольно хорошо изучены структура и функции отдельных нейронов, имеются данные об организации внутренних и внешних связей между нейронами, о некоторых структурных образованиях мозга. Такие процессы как ассоциативная память, распознавание образов, принятие решений при нечеткой или неполной информации требует построения сложных нейронных сетей и законы передачи информации по нейронным сетям в каждом из перечисленных случаев пока остаются недостаточно познанными. Поэтому пока даже не ясно, что труднее для человечества создать искусственный мозг или понять, как работает настоящий. Поэтому мнения о возможности создания искусственного интеллекта глобального полярное. Одни считают, что воссоздать сложные психические процессы разума в целом невозможно. Другие уверены, что нет никакой информации, которую нельзя было бы свести к нулям и единицам, если это невозможно сегодня, то это будет возможно завтра.

Как внутри науки пытаются проверить, является ли созданная система собственно искусственным интеллектом? Нам стоит обратиться к истории науки к статье Алана Тьюринга «Может ли машина мыслить?», статья 1938 года. В рамках той работы автор предложил тест, в результате успешного прохождения которого, программу можно признать мыслящей. Задание заключалось в следующем экспериментатор общается с собеседником, которого не видит, н-р, по компьютерной сети, набирает фразы на клавиатуре, получает ответ на мониторе, если экспериментатор принимает компьютерную программу за реального человека, то это считается успешным прохождением теста Тьюринга и программа признается интеллектуальной. Наиболее распространенные программы, показывающие реальность прохождения теста Тьюринга — это программы-собеседники.

Иллюстрация того, что в 2014 году появилась информация, что пройден барьер, установленный Тьюрингом, барьер, достаточный для признания у компьютера интеллекта.

Компьютерная программа «Евгений Густман», созданная командой разработчиков из России прошла тест, проведенный в Королевском обществе в Лондоне, она убедила 33% судей в том, что она является 13-летним мальчиком. Эта программа состоит из базы знаний, которая имеет около 3-х тысяч шаблонов, для распознавания фраз пользователя и это довольно немного, по сравнению с другими чат-ботами. Использовали различные методы управления диалогом, которые позволяли имитировать именно человека, а не поисковую машину. Н-р, эта система старалась направить беседу в нужное русло, стараясь создать такие ситуации, когда его фразы выглядят человекоподобно. При коротком тесте на 5 минут, такой подход сработал. Это означает, что проникновение информационных систем в межчеловеческое общение ускоряется, через несколько лет невозможно будет точно сказать, общаетесь ли вы с живым оператором или с машиной. Исследования подхода человека к решениям, которые не имеют четкого алгоритма к творческим задачам показывают, что пока не имитируется эмоциональная активация. Т.е., когда мы волнуемся, испытываем эмоциональное напряжение — это не просто фон, это значимый элемент всех этапов выполнения интеллектуальных задач и там, где компьютер перебирает все возможные варианты, человек, пусть на бессознательном уровне обращается к своему опыту и человеческий мозг может не рефлексировать над всеми этапами рассуждений рационально.

Классический вопрос, который возникает, способен ли искусственный интеллект захватить власть над миром? Чтобы выполнить такую задачу, каким бы мощным ни был интеллект, у него должна быть мотивация, а мотивация связана с эмоциями, сейчас этого у искусственного интеллекта нет.

Лекция 2. Системный подход в современной науке, самоорганизация в живой и неживой природе.

Для того, чтобы понять сущность самоорганизующихся систем наука изначально рассматривала системы закрытые, которые не обмениваются со средой ни веществом, ни энергией, ни информацией. Системы были предметом классической термодинамики, которая использовала понятие закрытых, замкнутых, изолированных и обратимых во времени систем. Но такое понимание своего предмета для науки является очень сильной абстракцией. Лишь некоторые из систем во Вселенной могут трактоваться как замкнутые, но именно для такого рода абстракций были сформулированы 1-е и 2-е начала термодинамики.

• I – закон сохранения и превращения энергии.

• II – закон возрастания энтропии.

Энтропия как ключевое понятие классической термодинамики характеризует меру беспорядка систем. Закон возрастания энтропии, вы видите 2-й закон термодинамики, в чем его физический смысл? Состоящая из некоторого множества частиц изолированная, т.е. имеющая постоянную энергию система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц, т.е. процессы в закрытой системе сопровождаются ростом энтропии, и система приближается к состоянию равновесия, где энтропия максимальна – это самое простое состояние системы или термодинамическое равновесие, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие — это эквивалентно хаосу, т.е. все виды энергии перешли в простейшую тепловую энергию, все виды движения свелись к тепловому движению. Использование 2-го начала термодинамики имеет в естествознании глубокий смысл, потому что с его помощью до сих пор описывается широкий круг явлений.

Если из сосуда, часть которого наполнена газом убрать перегородку, весь сосуд наполнится газом, но противоположный процесс никогда не происходит, газ сам по себе не концентрируется в половине объема сосуда. Если холодное тело вступает в обмен с горячим, обмен теплом происходит так, что температура выравнивается. След самолета в небе постепенно размывается и исчезает. Во всех случаях вот эти объекты эволюционируют к единственному конечному состоянию, термодинамическому равновесию. Т.е. все, что было структурировано, перестает быть структурированным. На смену выделенным системам приходит однородность. Именно такие изменения описывала классическая термодинамика.

Если распространить выводы равновесной термодинамики на всю Вселенную, то значит в качестве перспективы ее существования придется допустить тепловую смерть, т.е. возможность неограниченного возрастания в ней энтропии, беспорядка, дезорганизации, хаоса. Если все виды энергии перейдут со временем в тепловую, а тепловая энергия в силу выравнивания температур, превращаться в другие виды энергии уже не сможет, Вселенная достигнет термодинамического равновесия. Энтропия не может уменьшаться, значит ход событий во Вселенной невозможно обернуть вспять, значит Вселенная будет терять способность поддерживать сложные структуры, все структуры будут переходить к менее организованным и Вселенную ждет однородное будущее.

Гипотеза такой перспективы существования Вселенной, гипотеза тепловой смерти Вселенной была выдвинута ученым Клаузисом и в основании такого взгляда на перспективу Вселенной лежит экстраполяция, т.е. распространение 2-го начала термодинамики или закона возрастания энтропии на всю Вселенную. В настоящее время естественно-научная критика этого взгляда опирается на два основных вывода.

• Естественнонаучная критика концепции "тепловой смерти":

• Перенесение второго начала термодинамики с конечных замкнутых систем на бесконечную Вселенную неправомерно.

• Гравитационные поля зависят выступают внешними нестационарными условиями протекания во Вселенной термодинамических процессов.

Если перенести 2-е начало термодинамики с абстрактных, конечных, замкнутых систем на бесконечную Вселенную это будет неправомерно. Дело в том, что 2-е начало термодинамики было сформулировано для замкнутых, изолированных систем, в которых можно посчитать конечное число элементов. Вселенная не является изолированной системой, состоит из бесконечного числа элементов и в такой системе все состояния равновероятны. Во-вторых, следует учитывать существования во Вселенной и действия их гравитационных полей. Система достигает термодинамического равновесия, когда находится в стационарных, т.е. независящих от времени условиях, а гравитационные поля зависят от координат и времени, они выступают условиями протекания во Вселенной термодинамических процессов.

Соответственно, сегодня концепция тепловой смерти не рассматривается как естественнонаучное описание перспектив существования Вселенной. Концепция тепловой смерти носит скорее мировоззренческий характер, потому что основывается на ряде допущений о структуре Вселенной. Естественнонаучная картина, которую сегодня рисует наука направлена не против 2-го начала термодинамики, закон возрастания энтропии позволяет объяснить широкий круг процессов, он хорошо обоснован, а против только правомерности экстраполяции 2-го начала термодинамики на всю Вселенную в целом.

По мере развития естествознания выявлялись противоречия между тем, что наблюдается в ряде природных явлений и теми выводами, которые делаются в рамках классической термодинамики. Потому что то, что изучала классическая наука, классическая равновесная термодинамика это были модели. Модели всегда отличаются от реальных свойств сложных объектов. Одно из определений модели.

• Модель — нечто похожее по своим свойствам на оригинал, создаваемое и (или) используемое человеком для реализации своих целей. Выбор той или иной модели определяется целью моделирования.

Модели – это своего рода фотоаппараты, очки, фильтры, через которые мы описываем мир. Хорошей аналогией для того, чтобы понять роль модели в науке является фонарик, который освещает только некоторую область в окружающей темноте. Для чего в науке используются модели и как они возникают? Во-первых, модель создают через упрощение известного, более общего, при движении мысли от общего к частному. Когда, например, деловое платье можно сконструировать из очень сложного творения кутюрье, если убрать лишние летали, испрямить некоторые линии. Второй способ построения модели в любой науке через упрощение, но уже от частного к общему, тогда берут известные простые модели и объединяют их в нечто целое, в ансамбль. Мы знаем, как ведут себя животные и считаем, что поведение человека объяснимо теми же законами.

Что такое модель в науке? Это рисунок, формула, какой-то мыслимый образ. Ограничимся рассмотрением только тех моделей, которые отражают естественнонаучное знание, а они, как правило, формулируются на языке математики. Математика – это наука о количественных отношениях, которая к действительному миру имеет отношение как модель. Представление природы, написанное на языке математики, появилось в новое время. Считалось, что природа построена рационально, явления протекают по точному плану, действует строгий детерминизм, причинная обусловленность, поэтому человек может на языке математики может выразить этот план, по которому устроена Вселенная, тем самым познать природу и природа трактовалась как познаваемая и предсказуемая. И соответственно, в разных разделах классического естествознания строили образы объектов-моделей, физические, химические, биологические, социальные.

Наука для изучения любого объекта задавала набор величин, которые однозначно характеризуют состояние системы и задавала правила, по которым, если вы знаете текущее состояние системы можете определить ее состояние в следующий момент времени. Пример классической механики, из пункта А в пункт Б вышли два поезда, вы можете однозначно, зная параметры, рассчитать, в какой точке пространства окажется поезд через промежуток времени. А вот, когда сформировалась неклассическая наука 20 века, стало ясно, что то, что изучает наука — это системы, их нельзя охарактеризовать как замкнутые и закрытые, подавляющее большинство реальных систем открытые, т.е. они обмениваются со средой веществом, энергией и информацией. И такие системы и биологические, и социальные, соответственно открытие системы поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного потока из вне и приток вещества, энергии и информации — это условие существования открытых систем, в противоположность замкнутым системам. И если замкнутые системы в соответствии со 2-м началом термодинамики стремятся к однородному равновесному состоянию, то открытые системы необратимы, в них очень важен фактор времени.

Соответственно, неклассическая наука стала изучать системы с большим количество элементов, связи между которыми имеют не жесткий характер, а вероятностный это происходит за счет постоянного образования новых связей между элементами системы, часто сопровождающееся разращением старых связей. Соответственно, кибернетика, общая теория информации, теория систем и далее синергетика вырастают из изучения закономерностей материального мира. И они объявляют свои выводы не локальными естественнонаучными, а универсальными общенаучными. Термины самоорганизация, упорядоченность стали появляться в 70-х годах 20 века и стало ясно, что, если мы хотим создавать научную модель понимания мира мы должны рассматривать мир в целом и любую сложную систему в отдельности с позиции неравновесной термодинамики, где понятия информация, структура, функция, связь, управление, организация можно использовать во всех науках, при характеристике всех типов систем, а не только природных систем.

Далее будем говорить о синергетике, которая и стала соединять естественнонаучную и социо-гуманитарную ветви познаний. Потому что возникла точка научного интереса, открыть универсальный механизм, при помощи которого можно объяснить работу против термодинамического равновесия, когда из простого возникает что-то более сложное, т.е. когда есть эффект самоорганизации и в живой, и в неживой природе.

• Под самоорганизацией понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее сложных и упорядоченных форм организации к более сложным и упорядоченным.

Пример из биологии, до 14 дня делящаяся оплодотворенная яйцеклетка состоит из недифференцированных стволовых клеток. Возникает вопрос, откуда первоначально недифференцированные клетки, условно говоря, знают, где и каким образом им дифференцироваться? Биологические эксперименты показывают, что в отдельно взятой клетке такой информации нет. Если на ранних этапах деления происходит сбой, то могут сформироваться два полноценных организма, из одной оплодотворённой яйцеклетки одним сперматозоидом и это будут монозиготные близнецы. Но когда клетка находится в ткани, она получает информацию о своем положении относительно других клеток и идет дифференциация. Известно, что в экспериментах, проведенных на эмбрионах, клетка из центральной части тела, после пересадки в головной отдел развивалась, например, в глаз. Т.е. отдельные клетки не располагают информацией о своем последующем развитии, они извлекают эту информацию из своего положения в клеточной ткани. Если клеточные ткани, организм в целом – это система, значит, на поведение каждого отдельного элемента влияет структура, расположение относительно других элементов, возникающие связи между элементами и происходит дифференциация, усложнение, самоорганизация. Примеров самоорганизации множество в разных сферах. И только во второй половине 20 века возникла вот эта установка науки, раскрыть универсальный, т.е. общенаучный механизм, при помощи которого происходит самоорганизация. И для этого возникла отдельная область науки – синергетика.

В дословном переводе с греческого синергетика (sin – совместный, совместное действие или взаимодействие).

• «Синергетика»- в переводе с древнегреческого означает совместное, объединенное действие и подчеркивает кооперативный характер эффектов, связанных с самоорганизацией.

Специфика синергетики в том, что она не сделала никаких открытий, синергетика не обнаружила никого нового эффекта, не выдвинула даже какой-то новой гипотезы, которая бы объясняла отдельный фрагмент реальности. Синергетика обратила внимание науки на тот факт, что процессы самоорганизации в самых разных системах, разных по природе имеют сходные черты. Т.е. синергетика выделила общие закономерности различных систем, которые частные науки считали своими предметами. Когда мы говорили про кибернетику, отмечалось, что кибернетика первая естественнонаучная дисциплина, которая стала обращать внимание на общие функции систем разной природы. Кибернетика изучает системы, в которых есть процессы управления, не важно, какие это системы по веществу, живые организмы или бригада людей, или сложные технологические производства. Кибернетика выделяет общие закономерности управления. Синергетика похожа на кибернетику тем, что она формирует свою предметную область так же анализируя системы самой разной природы. Но если для кибернетики ключевым свойством системы для того, чтобы ее изучать, является процесс управления, то для синергетики это процесс самоорганизации. Т.е. предмет синергетики предмет — это выявление закономерностей управляющих возникновением самоорганизующихся систем, их структур и функций.

Приведено сравнение объектов, который изучала наука классическая и неклассическая 20 века, с левой стороны те характеристики, которые вам известны из изучения природных систем в школьном курсе. Сравнивая то, что изучала равновесная (классическая) и неравновесная (неклассическая) наука. Система меняет свою структуру, реагируя на внешние условия, эта позиция из левой части таблицы, позиция классической науки, приток энергии создает в системе упорядоченность, энтропия уменьшается. Объектом синергетики, синоним неравновесной термодинамики, являются не любые системы, а только открытые.

• Система меняет свою структуру, реагируя на внешние условия. Приток энергии создает в системе упорядоченность; энтропия уменьшается.

• Неравновесность - причина порядка системы; ее элементы ведут себя коррелировано.

• Множество дискретных устойчивых состояний системы.

• Чувствительность к флуктуациям.

• Наличие бифуркации (критическое состояние, переломная точка в развитии системы).

• Неопределенность поведения системы.

Процесс увеличения энтропии для равновесных состояний и процесс уменьшения энтропии для неравновесных состояний и тогда неравновесность – причина, которая поддерживает системы в относительно стабильном состоянии, ее элементы ведут себя скоррелировано или диссипативно. Если большинство систем во Вселенной носит открытый характер это означает, что во Вселенной доминирует не стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность. Классическая наука описывала одно дискретное устойчивое состояние системы. Неравновесная термодинамика говорит, что каждой системе присуще множество дискретных устойчивых состояний. Неравновесность связана с избирательностью системы, с ее реакциями на внешние воздействия. Любая равновесная система умеет воспринимать различия во внешней среде и, условно говоря, учитывать их в своем функционировании, некоторые слабые воздействия могут оказывать большое влияние на изменение системы, даже большее, чем воздействие хотя и более сильное, но не соответствующее тенденциям развития системы.

Разное отношение к флуктуации. Наука 20 века, неклассическая наука учитывает то, что в открытых системах на ряду с причинно-обусловленным, необходимым, закономерным, могут играть роль случайные факторы, вызывая флуктуации. Флуктуации – случайные отклонение физических величин от средних значений. И вот эти флуктуации могут быть такими сильными, что существующая структура системы разрушается. Если система далеко от термодинамического равновесия, то даже очень слабое возмущение может усиливаться до гигантских волн, буквально разрушая, сметая, сложившуюся структуру и способствуя возникновению нового качества, т.е. само усложнению

Для неравновесных состояний системы. Характерно наличие бифуркаций, критических состояний, таких переломных точек в развитии системы, когда она случайно, быстро, скачкообразно переходит в новое состояние, выбирая дальнейший вектор развития. Классическая наука имела возможность однозначно предсказывать поведение систем, а неклассическая (неравновесная) термодинамика признает, что поведение системы принципиально неопределенно, поскольку, неравновесные открытие системы сами создают и поддерживают неоднородность в среде. Между системой и средой создаются отношения обратной положительной связи, т.е. система влияет на среду таким образом, что в среде возникают некоторые условия, в свою очередь, обуславливающие изменения в самой системе. Н-р, в ходе химической реакции или какого-нибудь другого процесса вырабатывается фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого. Вследствие такой характеристики неравновесной системы, взаимодействие между нею и средой может быть непредсказуемым.

Термин диссипативность.

• Диссипативность - качественно своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне.

Открытые неравновесные системы активно взаимодействуют с внешней средой и приобретают особые свойства, состояние диссипативности. Это такое состояние, когда на макроуровне проявляются процессы, которые происходят на микроуровне, но их множество, когда неравновесное протекание множества микропроцессов приобретает какой-то общий эффект, какую-то интегративную результирующую и это видно на макроуровне. И вот это макроэффект будет отличаться от того, что происходит с каждым отдельным элементом на микроуровне. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могу спонтанно возникать новые структуры, т.е. осуществляться переход от хаоса и беспорядка к порядку и организации. Диссипативность проявляется в разных видах, система способна забывать детали некоторых внешних воздействий, среди множества микропроцессов отбрасывать то, что не отвечает тенденциям развития. Но самое главное, что микропроцессы должны быть согласованными и в этой согласованности усиливается некий общий эффект. Н-р, микромутация может проявляться на макроуровне, на уровне целостности живого организма. Достаточно простой пример. Вы наблюдаете за кипением воды, до определенного подъема температуры вы не видите движения отдельных элементов как частей, но как только температура достигает некого градиента, как будто согласованно начинается движение молекул воды, и вы видите эффект кипения. Главная идея синергетики – это идея о том, что на базе диссипативности может спонтанно возникать нечто более сложное, из беспорядка и хаоса порядок и организация.

Синергетика утверждает, что в развитии открытых, удаленных от состояние термодинамического равновесия, систем наблюдается две фазы развития: период плавного эволюционного развития, там хорошо предсказуемы линейные изменения, но в итоге система приходит к некоторому неустойчивому критическому состоянию, т.е. точка бифуркации — это такое состояние системы, после которого возможно несколько сценариев ее развития. Неслучайно иллюстрация к этому слайду картина Васнецова «Витязь на распутье».

Вблизи точки бифуркации, даже малые воздействия на систему, могут привести к существенному ее изменению. Если система близко к точке бифуркации, то любое, даже слабое управляющее воздействие может привести к тому, что система перейдет в новое состояние.

Операции на финансовых и фондовых рынках можно использовать в качестве примера, что происходит с системой в точке бифуркации. Организованные действия групп лиц, которые заинтересованы в проведении определенных финансовых операций, приводят к тому, что, если рынок находится около состояния бифуркации, даже слабое управляющее воздействие, может привести к быстрому изменению.

Система как бы перепрыгнет из одного неустойчивого состояния в новую устойчивость, но ненадолго. Н-р, контрольный пакет акций может быстро оказаться у заинтересованного лица, но, если вы захотите приобрести пакет акций в тот момент, когда рынок стабилен, т.е. система далека от состояния бифуркации, вам придется затратить большие средства, но желаемого результата вы можете не достичь. Важно определить, в каком состоянии система, если система вблизи точки бифуркации, можно добиться даже слабыми воздействиями кардинальных изменений, но, конечно, есть сложности, особенно для социальных систем сложная задача. Но если вы хотите управлять сложными системами, а социум без сомнения является сложной системой, то нужно выстраивать способы маркирования, когда система переходит в неравновесное состояние.

Пример такой мягкой, но заметной бифуркации. Прочитайте слова Нобелевского лауреата Ильи Пригожина.

• «Мое послание будущим поколениям состоит, стало быть, в том, что кость еще не брошена, что ветвь, по которой пойдет развитие после бифуркации, еще не выбрана. Мы живем в эпоху флуктуаций, когда индивидуальное действие остается существенным… Я верю в возникновение необходимых флуктуаций, посредством которых те опасности, которые мы ощущаем сегодня, могли бы быть успешно преодолены».

Возьмите в качестве примера демократические выборы, до того момента, пока не прошло голосование, на судьбу дальнейшего развития страны могу повлиять самые незначительные факторы. Но когда выбора состоялись, изменить что-либо на ближайшую перспективу сложнее. Тогда система находится в точке бифуркации, за выбор следующего пути, направления развития, куда система пойдем отвечают изменения флуктуации на микроскопическом уровне. В применении к обществу любое событие, любое возникновение новой социальной структуры происходит после прохождения точки бифуркации, а в этой точке происходит множество флуктуаций. На самом деле Пригожин рассматривал революцию 1917 года в России, он говорил, что конец царского режима мог принять разные формы. Он считает, что ветвь, по которой пошло развитие России, был результатом действий флуктуаций. Не было дальновидности у царя, его жена не была популярна, Керенский был слаб, Ленин склонен к насилию. Т.е. микро-события сложившись вместе обусловили дальнейшее развитие. В близи точек бифуркации в системах наблюдается значительные флуктуации и роль случайных факторов резко возрастает. Вот я сказала, что все факторы сложились во едино, я имела в виду не то, что действия с происходящей системой будет результат совокупности всех управляющих микро изменений. На самом деле, то, что будет с системой принципиально неизвестно. Система может прореагировать на один какой-то фактор, совершенной случайный по отношению к логике ее развития.

Для систем, находящихся в точке бифуркации, принципиально неизвестно, куда развитие пойдет, станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на более высокий уровень организации. Т.е. в точке бифуркации система как бы колеблется, когда есть разные сценарии и флуктуация как случайное событие может послужить толчком для изменения системы в каком-то определенном направлении, которое могло бы казаться невероятным и неожиданным и при этом закроются возможности развития системы в других направлениях.

Любая сложная, далекая от состояния термодинамического равновесия, система развивается через прохождение точек бифуркации и в этой точке система из состояния сильной неустойчивости как бы сваливается в одно из возможных, новых для нее, устойчивых состояний. Какие возможны состояния? Еще одно ключевое понятие синергетики — это понятие «аттрактор».

• Аттрактор – это относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе все множество траекторий развития, возможных после точки бифуркации.

Это такой спектр сценария развития, которое более вероятно. Т.е. в точке бифуркации эволюционный путь системы разветвляется, какая именно ветвь будет выбрана, решает случай, во многом решают флуктуации. Но всегда есть какие-то более вероятные для системы направления развития. Например, когда вы заканчивали школу, вы находились в состоянии бифуркации, но, если вы хорошо учились и думали о продолжении учебы, у вас состояние аттрактора, когда учеба более вероятна, чем служба в армии или начало трудовой деятельности, создавала направление будущего развития. Но не был пред задан ни ВУЗ, ни образовательная программа, т.е. в этом примере аттрактор всех возможных сценариев академической карьеры, но сама по себе дальнейшая учеба более вероятна, чем другие виды деятельности для вас, если вы хорошо учились, вас поддерживала семья в желании продолжить учебу и т.д.

Выход из критического состояния происходит для системы одномоментно, когда достигается состояние с большей степенью сложности, с большей упорядоченностью. И важная особенность состоит в том, что переход системы в новое упорядоченное состояние неоднозначен. После того, как выбор сделан, обратного пути нет, этот процесс необратимый, а это значит, что чем сложнее система, тем менее предсказуем характер ее развития. Можно просчитать варианты возможных путей эволюции социальной системы, но какой именно будет выбран путь, однозначно спрогнозировать нельзя, система развивается нелинейно.

В физике нелинейность — это учет разного рода взаимодействий, в химии - это обратные связи в механизмах реакций, в биологии – способ живых систем выживать, откликаясь на изменения среды. Линейные игры были характерны для начала формирования игровой индустрии. Первые линейные игры предполагали, что игровой персонаж для того, чтобы достичь определенную цель, должен двигаться из пункта А в пункт В что-то делая по пути, н-р, убивая разных монстров, зарабатывая очки. В таких играх был один установленный сюжет событий, и единственная, заранее определенная последовательность событий, которая вел к победе в игре. Примером могут служить старые 2D игры, когда н-р, геймер должен ходить по лабиринтам. Современные же компьютерные игры в большинстве своем не линейны. Т.е. есть несколько ответвлений в сюжете или есть несколько совершенно разных сюжетов, выбор которых зависит от действий игрока, зависит от типа выбранного персонажа. Некоторые ученые считают, что эра нелинейных игр началась с серии игр, пример которых вы видите.

На тот момент там было больше двух видов концовок и начиная с 2008 года становится буквально нарастающим интерес к интерактивному кино, когда, например, геймер играет за персонажа, выбирает одну из нескольких сюжетных линий, и они ведут к разным концовкам. Сегодня есть игры, у которых сотни возможных концовок сюжета и такая нелинейность позволяет проходить игру несколько раз, меняя свое решение относительно выбора персонажа или действий. Зачастую, в реальном времени человек, сделав выбор, не может его изменить, не может отмотать время вспять, но в компьютерной игре это возможно. Это разница между решением и выбором, когда мы будем говорить о человеке, в том числе, когда мы будем говорить о биоэтике, мы будем фиксировать сущность биоэтического выбора, она состоит в том, что, находясь в биомедицинских ситуациях, принимая решения для себя или для другого, для ребенка, для престарелого родителя, человека никогда не может сказать, правильно он сделал выбор или нет. Как правильно или неправильное можно охарактеризовать решение, когда вы знаете весь объем информации, имеете правильный алгоритм и действуете в соответствии с ним – это решение. И тогда, через некоторое время вы можете сказать, правильно вы сделали или нет. А в биомедицине решающий критерий – это посмертное вскрытие. Но вряд ли мы с вами хотим быть правыми, убедившись в правоте при посмертном вскрытии. Поэтому, когда человек оценивает неопределенный объем информации, когда этот объём принципиально неполон. Посмотрите, что сейчас происходит в период пандемии коронавируса, неполный объем информации, нет алгоритма, сделав что-то невозможно обернуться и сказать «я сделал правильно на 100%». Разница между решением и выбором в обычном языке часто затушевывается, мы как синонимы говорим, человек сделал выбор, человек принял решение. На самом деле, по сути, есть очень большая разница, между линейным решением, пусть самым сложным, по сложному алгоритму и нелинейным выбором.

Как проявляется нелинейность в социальных и экономических системах. Сегодня линейность как парадигма не работает на финансовых рынках. До недавнего времени в экономике все модели были линейными и базировались на двух основных предположениях.

• Модель рационального инвестора

• Модель эффективного рынка

Это предположение о том, что инвесторы ведут себя рационально. Модель рационального инвестора и модель эффективного рынка. Модель рационального инвестора предполагает, что инвесторы линейно реагируют на информацию, т.е. когда инвесторы получили информацию, они начинают действовать, они не ожидают накопления информации в какой-то цепочке событий. Т.е. считалось, что прошлая информация всегда учтена и, например, она нашла отражение в стоимости ценных бумаг на конкретный момент времени. С точки зрения математики это означает, что рациональный инвестор желает среднестатистической эффективности. И он должен был бы оценивать потенциальную прибыль методом вероятностного взвешивания и риск тогда можно измерять как стандартное отклонение от ожидаемой прибыли, но оказалось, что инвесторы не всегда так поступают.

Вторая модель, модель эффективного рынка говорит о том, что цены отражают всю имеющуюся на данный момент информацию. Стоимость определяется консенсусом большинства участников рынка. Эти предположения лежали в основе линейного понимания общества. Т.е. люди получают информацию, сразу ее используют, прибыли нормально распределены, но линейная модель понимания экономики и общества не сработала. Что не учитывала эта модель? Не учитывала нелинейные эффекты, а где они? Они в психологии человека. Люди не реагируют на информацию сразу после ее получения, они откликаются на информацию некоторое время спустя, если она подтверждает изменения в недавнем тренде. Сошлюсь на ситуацию с эпидемией коронавируса, государство и отдельные люди с задержкой реагировали на информацию и начинали реагировать, когда новая информация подтверждала тренд – это нелинейная реакция. Противоположность линейной реакции гипотетического рационального инвестора. В психологии нет подтверждения тому, что люди более рациональны в совокупности, чем в одиночку. Доказательством служат социальные перевороты, приходящие увлечения и мода. Люди не всегда питают отвращение к риску, люди часто стремятся рисковать. Особенно, если они осознают, что они обречены на потери, если они не будут этого делать. Иллюстрация, обложка книги Канемана «Думай медленно, решай быстро».

Люди более склонны к риску ради избежания потерь, чем ради выгод – это психологический нелинейный фактор. Люди испытывают предубеждения в своих субъективных оценках, люди уверенны в своих предсказаниях всегда больше, чем это оправдано имеющейся информацией. На базе этого строится в экономике так называемые нелинейные модели, учитывающие поведение человека как нелинейный эффект.

В современной науке для сложных систем линейных, однозначных, предсказуемых описаний недостаточно. Чтобы объяснять самоорганизацию, нужно работать с нелинейными моделями. Приведу примеры из разных сфер, которые подтверждают, что закономерности самоорганизации, касаются сложных систем разной природы.

Классический пример самоорганизации – ячейки Бенара.

Слой жидкости, чаще всего силиконовое масло находится в сосуде круглой или прямоугольной формы, на жидкость действует сила тяжести, нижний слой жидкости подогревают, верхнюю поверхность поддерживают при постоянной температуре, которая ниже, чем температура нагревателя. Понятно, что в слое жидкости устанавливается разность температур между верхними и нижними поверхностями, физики называют эту разницу градиентом температуры. Возникает потом тепла снизу-вверх, так всегда происходит, теплота от более нагретых тел стремится перейти к менее нагретым. Если градиент температуры мал, то перенос температуры осуществляется на микроуровне. Вы помните из школьного курса физики, что теплота – это ни что иное как движение молекул жидкости. Чем выше температура, тем интенсивнее движение молекул, больше их скорость. Молекулы жидкости сталкиваются между собой и при столкновении менее быстрой молекулы с более медленной, условно скажем так, первая молекула отдает часть энергии второй. Понятно, что в нижних слоях температура больше, соответственно, тепловое движение интенсивнее, в верхних слоях температура ниже и менее интенсивное движение. В результате взаимодействия между слоями заметное макроскопическое изменение происходит только при сильном градиенте температур и тогда устанавливаются на макроуровне четко выраженные структура. На одних участках наргетая жидкость поднимается и охлаждается у верхней поверхности, на других опускается и в результате возникают такие ячейки, которые по внешнему виду напоминают пчелиные соты, и они получили название ячеек Бенара. Это явление с позиции классической науки статистической механики невероятно, но с точки зрения синергетики оно свидетельствует о том, в момент образования ячеек миллиарды молекул жидкости как по команде начинают вести себя скоординировано. Синергетика и означает совместное действие, т.е. новая структура образуется, что почти невероятно, статистические законы не работают, она бы сразу распалась, но здесь есть разница температур, приток энергии из вне и возникающая новая структура сохраняется. Значит возникновение структур нарастающей сложности не случайность, а закономерность.

Реакция Белоусова-Жаботинского, так называемые, химические часы.

Эта реакция была предложена в 1958 году, суть реакции окисление малоновой кислоты (лимонной кислоты) боратом калия в кислой среде при наличии ионов церия качестве катализатора. При определенных концентрациях реагентов раствор периодически меняет окраску.

Желтый, красный меняется на бледно-желтый голубой, т.е. в системе возникает упорядоченность во времени, временная структура. Реакция идет в замкнутой системе, и она в конце концов приходит в однородное равновесное состояние, но, если все время подводить нужные вещества, система будет открытой и вот эти колебания структур и цвета могут продолжаться сколь угодно долго.

Пример из гидродинамики, самоорганизация при движении объекта. Это имеет очень большое практическое значение, речь идет о вихрях, которые образуется, если жидкость или газ обтекает движущийся объект, н-р, самолет или судно. Очень большое значение имеет скорость движущегося объекта, его геометрия. Можно даже поставить эксперимент дома. Опустите в воду какой-либо объект, н-р, кончик карандаша и двигайте его в горизонтальном направлении с некой скоростью, вы будете наблюдать такие два «усика» волн, двигающихся за карандашом и угол между «усами» будет зависеть от скорости движения карандаша, чем выше скорость, тем существеннее будут изменения. За движущимся объектом будут образовываться вихри.

Вихревая дорожка Кармана за движущимся круговым цилиндром

Т.е. при превышении определенных скоростей процесс образования вихрей становится опасным, чем больше диаметр движущегося объекта, если н-р, объект цилиндрической формы, тем при меньшем значении скоростей начинают формироваться вихри. А это нужно учитывать, чтобы оценивать безопасность, н-р, проектируемых воздушных судов.

Пример самоорганизации. Механизм действия лазера.

Оптический лазерный генератор – это такой твердый стержень, в который внедрены атомы определенного типа, на торцах стержня зеркала, каждый атом накачивают светом, физики используют такой термин, т.е. возбуждают из вне с помощью световых волн. Зеркала служат для того, чтобы цуги волн отразились от зеркал и остались в лазере более продолжительное время. Чем сильнее входная мощность, тем быстрее происходит следующее, при мощности накачки, равной пороговым значениям, происходит осцилляция и возникает один гигантский цук волны, видно, как возникает лазерный луч. При этом макроскопические свойства кардинально меняются, т.е. изменения на микроуровне проявляются на макроуровне.

Я приводила примеры, чтобы было понятно, что синергетика не ограничивается только естествознанием. Процессы самоорганизации имеются и в человеческом обществе, и в экологии, и в социологии, и в экономике, и в демографии. Задумывались ли вы о том, почему на одинаковые товары устанавливается почти одинаковая цена? Вам это кажется само собой разумеющимся? Но ведь продавцы могут устанавливать на товары свои цены их же никто часто не заставляет держать одинаковые цены – это пример самоорганизации. И формирование общественного мнения — это коллективное явление. Один из механизмов, имеющий, по-видимому, фундаментальное значение был обнаружен в результате опытов исследователем Соломоном Ашем.

Эксперимент заключался в следующем, группе из 10-ти человек предлагалось ответить на простой вопрос: «Скажите, отрезок Х, с каким из 3-х, разных по длине отрезков А, В или С совпадает?». Из этих 10-ти человек только один был настоящий испытуемый, остальные 9 были помощники экспериментатора, о чем испытуемый естественно не знал. В первой серии эксперимента помощники давали правильный ответ, испытуемый соответственно тоже. А потом помощники давали неверные ответы и 60% испытуемых тоже давали неверные ответы. Это свидетельствование о том, что мнение членов группы явно влияет на мнение индивида. Этот эффект известен в психологии как проявление конформности к мнению незнакомых людей и, например, должен учитываться, когда вы опрашиваете свидетелей при судопроизводстве или формируете какую-то позицию. Т.е. в процессе формирования общественного мнения индивиды оказывают друг на друга взаимное влияние. И это влияние можно проанализировать методами синергетики. Интересно, что формирование структуры в опытах Аша, можно сравнительно легко разрушить. В ситуациях, когда одинокий испытуемый получает хоть небольшую поддержку, если хотя бы еще один человек высказывает мнение, противоречащее неверной оценке большинства, позиция людей меняется. У Аша были эксперименты, когда один из помощников отклонился от общей тенденции и открыто выразил несогласие с большинством и тогда настоящий испытуемый проявил конформность только в 6% случаев. Т.е. когда испытуемый получал возможность отвечать в частном порядке, т.е., когда его не слышали, он тоже говорил правильный ответ, но, когда он озвучивал свою позицию публично, его позиция зависела от того как сказали все остальные, есть ли хоть кто-то, кто сопротивляется неверному мнению большинства?

Выводы, если вам нравятся люди, которые составляют большинство вокруг вас, вы просто обречены на высокую конформность, поскольку, вы хотите нравится, не хотите быть отверженными. Вот это тот случай, когда гуманитарные науки вносят в синергетику новые примеры. Из анализа таких простых экспериментов становятся более ясны мотивы поведения людей. Поэтому синергетика — это междисциплинарное знание. Той особенности науки 20 и 21 века, которую мы выделили в начале, тенденция к проблемным комплексным исследованиям.

Посмотрите, к какому большому спектру процессов применимы процессы самоорганизации, это все объекты самой разной природы. От роста кристаллов до возникновения пробок в мегаполисах можно объяснить через самоорганизацию.

• Примеры самоорганизации систем разной природы

• рост кристаллов;

• формирование живого организма;

• образование форм растений и животных;

• динамика популяций;

• пространственно-временные структуры в электрической активности сердца и мозга;

• образование уличных пробок,

• развитие рыночной экономики,

• формирование культурных традиций и общественного мнения,

• демографические процессы.

Но, чтобы система была самоорганизующейся в ней должны быть указанные свойства.

Тогда к объектам такого рода можно применять синергетические интерпретации. И выводы, которые можно сделать из синергетики, они являются общими для ряда наук, для многих сложных систем.

• Значение синергетики:

• исследует самоорганизующиеся процессы и тем самым способствует раскрытию единства и взаимосвязи между неживой и живой природой.

• дает возможность изучать процессы усложнения и эволюции материи с точки зрения ее самоорганизации на разных уровнях ее развития.

• философско-мировоззренческое значение: ее выводы и результаты служат естественнонаучным подтверждением самодвижения и внутренней активности материи.

В обобщенном виде новизну синергетического подхода можно выразить в нескольких тезисах, хаос не только разрушителен, но и созидателен; развитие происходит через неустойчивость; линейный характер эволюции – это не правило, а скорее исключение; развитие большинства систем нелинейно; развитие большинства систем идет через случайный выбор одной из нескольких разрешенных возможностей дальнейшей эволюции в точке бифуркации. Т.е. случайность — это не досадное недоразумение, которое нужно устранить, случайность есть фундаментальная характеристика реальности. Мы же понимаем, что чем сложнее система, чем, н-р, сложнее социальная система, тем более запутанной и непредсказуемой может быть судьба отдельного человека.

Представьте, сколько было бы у вас социальных ролей, если бы вы были кроманьонцем или жили бы в деревне 100 лет назад. И какой спектр ролей у вас как у жителей современного мегаполиса. Чем сложнее общество, тем большее количество переменных оказывает влияние на функционирование общества. А это означает, что более развитое общество, дает больше степеней свободы, само организованная система требует для своего функционирования очень точной и тонкой взаимосвязи между всеми элементами, но в статусе элементов выступают подсистемы. Совокупность вертикальных, горизонтальных связей должна быть очень тонко подогнана и стоит произойти сбою на каком-то уровне, это может быть чревато очень болезненной трансформацией всей социальной системы, а то и летальным исходом. Т.е. синергетика показывает, что порядок и хаос — это разные стороны одного процесса и социум как сложная система существует во многом благодаря действиям, основанным на индивидуальном выборе.

Пример из современных наших реалий. Модель распространения коронавирусной инфекции зависит от поведения каждого конкретного человека, но разброс ситуации, в которой мы оказываемся, в условиях, когда объявлена самоизоляция невероятно большой. И невозможно даже примерно определить величину числа, которое характеризует количество принятых решений одним человеком за один день. Поскольку, любое простое действие — это набор еще более простых и т.д. Могу ли я выйти, какие у меня обстоятельства, а если я останусь дома. Проблема в том, что далеко не всегда можно предсказать значимость выбора для дальнейшей череды событий. Порой случайное, нелепое стечение обстоятельств приводит к масштабным историческим последствиям. Чистой случайности в социальном выборе нет. Будете ли вы нарушать самоизоляцию или нет, казалось бы, при единичном акте, не соответствия требованиям, не нарушит целостность системы, вы сохраните за собой определенную степень свободы, но для вас именно социальные механизмы делают одни альтернативы более предпочтительными, чем другие, одни сценарии для вас более вероятны, чем другие. Но вы можете поступить вопреки общей логике, вопреки тому, что от вас ждет общество, но этот акт в сложной системе будет компенсирован действием противоположного рода. Сложные социальные системы далеки от равновесия, их устойчивость возможна только в динамическом развитии – это устойчивость канатоходца и только пройдя по канату и оглянувшись мы сможем сказать, мой поступок был случайным или закономерным. В следующей части курса мы будем говорить, что в ходе эволюции человек современного типа, кроманьонец, победил неандертальцев. Если бы в межвидовой конкуренции победителями оказались неандертальцы, неандертальские антропологи сейчас бы убедительно доказывали, что судьба кроманьонцев была изначально предрешена, но история не знает сослагательного наклонения. Каждое событие вызывается достаточными причинами, нет события, которое происходит с абсолютной необходимостью. Каждый человек делает огромное число личностно значимых выборов. Но количество сценариев огромно, но все же не бесконечно. Сценарное многообразие ограничивается допустимыми в данное время и в данном месте рамками, выход за которые либо невозможен в принципе, либо влечет за собой качественную трансформацию и даже может привести систему к гибели. Часто синергетика называется новой современной философией, потому что она выявляет бифуркационный механизм развития систем разной природы, выявляет конструктивную роль хаоса в процессах эволюции сложных систем. По своему воздействию на современное мировоззрение идея синергетики равнозначна тому воздействию, которое имели идеи теории относительности или квантовой механики. Синергетические понятия применимы к любым развивающимся системам, они являются инструментом междисциплинарного анализа. Обратит внимание, это одна из целей нашего курса, как заимствует социальная теория и социальные практики естественнонаучные закономерности, в развитии общества нередко возникают неустойчивые состояния, точки бифуркации, перекрестки расщепления путей развития. И в периоды кризиса бессмысленно уповать на так называемые объективные законы. Нельзя думать об обществе как о социальной машине, действующей по объективным законам – это до синергетический взгляда. Современное естествознание и современная социальная жизнь заставляют осваивать синергетические инструменты мысли.

Синергетические идеи активно влияют на мировоззрение людей. Синергетика выявляет общие идеи, методы, закономерности процессов самоорганизации в самых различных областях науки. И в этом смысле синергетика интересна нам как общий тренд развития науки 20-21 века. Этот тренд состоит в ориентации на комплексные междисциплинарные исследования.

Лекция от 5.05 по теме 6. Концепция эволюционизма в современной науке

(без редакции пока что)

Концепция эволюционизма занимает особое место в ряду донаучных концепций, сегодня она стала объединяющей теории, которая является фундаментом современной биологии. Как известно, биология одна из основных естественнонаучных дисциплин, но сегодня эволюционизм становится фундаментом представлений о Вселенной в целом и о человеке. Сегодня эволюционная концепция — это не какое-то описание однозначного пути развития, которое познано до конца, эволюционизм в современной науке – это спектр, в разной степени обоснованных взглядов. Эволюционизм очень влиятелен, обратите внимание на цитату одного из наиболее известных философов 21 века американского специалиста в области философии науки, философии биологии и философии сознания Дениела Деннета.

• «Дарвинская логика относится не только к генам. Все больше и больше самых разных мыслителей начинают отдавать ей должно. Эволюционная экономика, эволюционная этика, эволюционные подходы в социологии и даже в точных и в гуманитарных науках… Я воспринимаю это как философское открытие, и оно, несомненно, ошеломляет».

Эволюция подразумевает всеобщее постепенное развитие, упорядоченное и последовательное. Применительно к живым организмам эволюцию можно определить, как развитие сложных организмов из предсуществующих, более простых с течением времени. Термин эволюция может означать как сам этот процесс, так и его результат.

• Эволюционная теория ныне не рассматривается как единое описание однозначного пути развития, который наукой познан до конца, скорее эволюционизм в современной науке – это спектр в различной степени обоснованных концепций.

• Эволюция подразумевает всеобщее постепенное развитие, упорядоченное и последовательное

Не только универсум и сама жизнь — это процессы, эволюцию необходимо понять. В обыденной жизни у человека не слишком часто возникает желание рассуждать о таких проблемах, которые создают конфликт между бытием человека, скоротечностью локальной жизни и глобальными космическими масштабами пространства и времени. Этот конфликт часто приводит к ощущению трагичности и бессмысленности индивидуального существования, но есть и гуманистический момент, гуманистический противовес такому восприятию действительности. Вспомните Станислав Лем в романе «Солярис» писал, что у человека возникает особое чувство, если он выходит за пределы Земной биосферы, чувство единения с прошлым и будущим, со всем сущим в разных областях пространства и времени. Но свойства обыденного человеческого разума таковы, что вневременному, вселенскому, человеческий разум может поставить в соответствие только серию, сменяющих друг друга более простых картин. И вот изучением таких картинок, кадров занимается отдельная наука, иначе просто мы не умеем воспринимать мир.

Мироощущение человека, который понимает свою жизнь в контексте единого, общемирового эволюционного процесса, конечно, отличается от ощущения человека, у которого описание мира ограничено локальной реальностью, сиюминутными потребностями. Люди прошлого не имели возможности иначе, как вот так увидеть себя, но сегодня, изучая эволюцию биосферы, Вселенной в целом, мы не просто оглядываемся назад и стремимся понять этапы изменений живой и неживой природы, мы приближаемся к ответам на вопрос «Что такое человек?», «Что такое жизнь?», «Что будет с человечеством?». Эти вопросы, конечно, выходят за пределы практического сиюминутного интереса, они связаны с понимаем места человека во Вселенной, поэтому тема крайне важная, наполнена глубокими смыслами. И у нее есть еще одна особенность, выйдя из школы, многие думают, что понимают эволюционизм, когда известный нобелевский лауреат Жак Моно получил премию, он в своей приветственной речи сказал, в эволюционной концепции одна особенность, каждый думает, что он ее понимает. Задача изучения этой темы в рамках курса, сопоставить свое понимание с тем, которое понимает современная наука.

Вопрос о причинах и путях разнообразия живой природы в разных формулировках возникал из глубокой древности, но для возникновения мысли о том, что происходит постепенное развитие мало было наблюдать за стадиями развития растений, зародышей животных. Только ко 2-1 половине 18 века сложились объективные предпосылки для того, чтобы возникла самостоятельная концепция эволюции в естествознании. Факторы, которые этому способствовали:

• описано множество новых видов в результате географических открытий;

• установлено единство плана строения многих ранее известных групп организмов;

• сформировалась особая биологическая дисциплина – палеонтология;

• возникли научно обоснованные гипотезы происхождения Земли и Солнечной системы.

Географические открытия и связанные с ними описания множества новых организмов потребовали объяснить, почему фиксируются как сходные черты в строении организмов, несмотря на то, что организмы разобщены географически, отличаются по образу жизни, так и черты собственно различий. При детальном описании анатомических особенностей животных, было установлено, что есть некий единый план строения многих групп организмов, н-р, у разных групп позвоночных. Изменения, которые произошли в экономике в это время, промышленный переворот и связанный с этим прогресс горного дела во много раз увеличили число находок ископаемых останков, возникла особая биологическая наука – палеонтология. Стало понятно, что много биологических объектов известны только в ископаемом состоянии, в условиях современной Земли для них нет подходящих сред обитания и в целом прогресс естественных наук, прогресс физики, мы помним, что она лидировала в это время, обусловил появление научно обоснованных гипотез происхождения Земли и Солнечной системы и они стали рассматриваться как несравненно более древние чем считалось до сих пор, они прошли длительную геологическую эволюцию, которая сопровождалась неоднократной сменой условий. Соответственно в новое время накопление эмпирического материала затронуло все естественные науки в том числе биологию и конечно накопления новых фактов увлекло натуралистов, но поставило вопрос о том, как систематизировать факты, чтобы они не превратились в бесформенную массу.

И вот это накопление эмпирических данных поставило вопрос о том, как факты классифицировать. Классификация – это характеристика эмпирического уровня познания, основу классификации составляет процедура сравнения. Т.е. у нас есть некий пул объектов, которые подлежать анализу, мы находим в них что-то общее и используем найденные основания для приведения объектов в необходимую связь. Для реализации этой цели в естествознании разрабатываются специальные методы, учитывающие природу классифицируемых объектов. Вот, когда изучают живое, в поисках принципов классификации биология прошла очень долгий путь и на этом пути все более явственно выявлялось единство живых организмов. Чем более точными становились методы сравнения, тем более глубоко выделялись черты сходства и на этой основе сформировалось представление об идеальной классификации. Идеальная классификация – это такая, которая полностью отражает единство живой природы.

Но вместе с этим возникла другая проблема, которую тоже было необходимо решить. Если живая природа обладает внутренним сходством, то как это согласуется с фактом разнообразия живых объектов. И сходство, и разнообразие – это эмпирические факты. Дело науки – привести факты в связь, объяснить их и первоначально попытались использовать аристотелевскую идею единого плана творения. Стрежнем этой идеи было предположение о том, что природа едина в силу ее образования, как воплощение в материи единой формы живого и эта форма заключает в себе единый план строения. Это привело к появлению оригинальных гипотез, но при основании их была осознана недостаточность типологизма как метода объяснения для установленного единства живой природы. И в практическом плане эта идея единого плана строения привела к упрощенному представлению о том, что такое живы объекты. Единство стало пониматься упрощённо, как прямое топографическое или геометрическое совпадение в строении разных видов живого, это создало основу для примитивного ответа о совпадении общего и единичного, сущности и явления – это такой грубый подход, при котором процесс появления новых форм жизни стал представляться чисто геометрическим, по какой-то причине происходит изменение положения структур в общем плане строения организма и это дает начало новому виду. При таком видении вся природа представлялась, условно говоря, в виде веера, где в основе лежит что-то самое совершенное, а любой природный объект - это отхождение от единого плана в силу изменений его.

Т.е. новая форма организации, когда она возникает понималось как исходящее в готовом виде от какой-то идеальной структуры, от единого плана. Это приводило к ложному понимаю сложной проблемы, когда вся эволюция сводилась к представлениям о случайности всего процесса. Недостатком было и то, что односторонне трактовалось взаимоотношение организма и среды. Получалось, что роль внешней среды можно свести только к явлениям механического порядка и воздействие среды может только изменить что-то готовое, структуру плана, а никакого созидательного значения взаимодействия организма со средой не имеет. И плюс к этому идея единого плана строения не давала возможности оценить значение факторов времени. В изменении организмов предполагалось, что живое как отхождение от единого плана сразу в готовом виде, быстро. Это представление о едином плане строения приводило к схеме регрессивного развертывания жизненных форм. План нечто совершенное в основе развития и от единого плана возникают отдельные формы жизни, каждая из которых не выражает полностью сущность плана. Т.е. природа развивается сначала от самого совершенного, затем к менее совершенному.

Вот это видение живой природы вступило в противоречие с фундаментальными идеями естествознания в других своих разделах, в частности, в механике, в физике. Была обнаружена значительная эвристическая ценность других принципов, принципов универсальности, простоты, экономности процессов природы. Конечно, это были натур философские рассуждения, но в них нашли отражение действительные законы, их применение было очень плодотворным, вспомним механику Галилея, Декарта, Ньютона и в числе фундаментальных принципов природы был сформулирован и принцип наименьшего действия. Формулировками Пертюи истолковал его как свидетельство божественного проведения, вообразил себя посланником бога, потерял рассудок, а математически истолковал этот принцип наименьшего действия Лагранж. Этот принцип стал веским аргументом, запрещавшим в любом разделе естествознания мыслить природу, как начинающуюся сразу совершенной формы. И тогда для биологии возникла точка теоретического интереса. Если природа развивается от простого к сложному, как это можно помыслить?

Создание эволюционной концепции для биологии - это переход от эмпирического уровня, где фиксируются факты на теоретический уровень, где факты получают объяснение. Эволюционизм обычно определяют, как учение о развитии высших форм организации материи из низших форм естественным путем без вмешательства потусторонних сил. Но такое определение не строгое, латинское evolution буквально означает не развитие вообще, а развертывание уже возникших, ставших предметов. Вот на тот момент для науки нового времени важно, что естествознание изучает не все развитие, а развитие за исключением момента становления, т.е. возникновения объекта. Поэтому естествознание не ставит вопрос о возникновении жизни вообще, Вселенной вообще. Забегая вперед скажу, у Дарвина есть высказывание «Рассуждать в настоящее время о возникновении жизни просто нелепо, с таким же успехом можно говорить о возникновении материи». Становление впервые возникает как предмет естествознания только в новейшее время, обратите внимание, это важно, Дарвина часто упрекают в том, что он строит модель эволюции живого, не отвечая на вопрос «Откуда возникла жизнь?». Обсуждая историю науки, мы говорили, что новоевропейская наука получила возможность для интенсивного развития в силу того, что она четко сферу вопросов, на которые стала отвечать. Это ответ на вопрос «Каким образом существует, развивается уже возникшее?», а в вопрос о возникновении это вопрос «Почему?», он был передан в этот период философии и религии, поэтому идея о сотворении природы в 18 веке присутствовала. Почему существует природа, потому что она сотворена. И из этой идеи следовало три разных следствия для биологии:

• признание неизменности видов;

• трактовка явления органической целесообразности как изначального свойства природы и результат творения;

• признание преформизма – представления об индивидуальном развитии как развертывании, росте готовых, преобразованных частей зародыша.

Во-первых, признание неизменности вила. Видов столько, сколько разных форм было создано вначале. Но в 18 веке стало очевидно, что есть явление гибридизации, виды меняются под воздействием условий среды, но все это трактовалось как случайность. Изменение видов в результате гибридизации, возникновение разновидности не меняет специфику самого вида.

Второе следствие для биологии — это трактовка органической целесообразности, т.е. сообразность строения и функций живого целесообразности как изначального свойства природы. Откуда это свойство? Оно есть результат творения.

Третье следствие. Биология того времени признавала преформизм, т.е. развитие фиксировалось на уровне отдельных организмов и само индивидуальное развитие трактовалось как развертывание, рост готовых частей зародыша.

• Преформизм – представление об индивидуальном развитии как развертывании, росте готовых частей зародыша. В рамках преформизма обращено внимание на единство и непрерывность развития, протекание в интервалах определенного времени и пространства, постепенность на отдельных участках. Теоретический недостаток преформизма – отрицание в наблюдаемых явлениях момента качественных изменений.

Как в русской традиции матрешки вкладываются одна в другую, так в европейской традиции была традиция складывания друг в друга шкатулочек, поэтому преформизм иногда называют шкатулярной теорией. Преформизм был положительной концепцией настолько, насколько в 18 веке он позволял описывать внешние формы процесса развития. В рамках преформизма можно было объяснить, почему изменения, происходящие с живым организмом непрерывны, что изменения протекают в интервалах определенного времени и пространства, и на отдельных участках развития есть постепенность. Но понять истинный смысл этих процессов изнутри преформизма нельзя. Несмотря на то, что в биологии преформизм обрел статус общей концепции, был очевиден главный теоретический недостаток. Преформизм не позволял объяснить развитие жизни в связи с возникновением новых качеств, потому что живое представлено дискретными объектами, различающимися друг от друга качественно. Т.е. количественное объяснение применимо к индивидуальному развитию, но как модель не применимо к развитию живого вообще. Т.е. требовалось такое концептуальное объяснение фактов, которое бы объясняло одновременно и сходство между живыми организмами и их различия, было бы понятно, что объединяет непрерывность развития на отдельных участках пространства и времени и объясняет разрывы постепенного развития, обретение новых качеств, возникновение собственно нового.

Именно к концу 18 века началу 19 века всё это было осознанно плюс осознано значение фактора времени, т.е. естествознание фактически отказалось от использования церковной версии времени существования живой и неживой природы. Поскольку, данные геологии и палеонтологии дали отличающуюся от религии в науке шкалу времени. Ломоносов, Бюффон, Ламарк предположили, что многое в понимании природы прояснится, если рассматривать события не с точки зрения времени, известного историкам, а с точки зрения времени, известного геологам, вот это позволило сосредоточится в познании живого не на объектах, а на процессах. Научная трактовка фактора времени обусловила логическую возможность превратить концепцию развития в революционную идею биологии. Т.е. раньше рубежа 18-19 века эволюционная концепция внутри биологии не могла возникнуть. До этого времени были философские концепции развития в рамках идеалистической, материалистической традиции, но они не могли стать ни по содержанию, ни по форме основанием для естественнонаучных концепций развития. И вот именно на рубеже 18-19 веков объяснение закономерностей исторического развития растительного и животного мира стало в биологии актуальной задачей.

Возможность постепенных изменений, превращение одних форм в другие, высказывались разными учеными – это французский писатель и натуралист Бюффон, английский философ и врач Дарвин – дед Чарльза Дарвина, в России такие идеи были в работах Ломоносова и Каверзнева. Но впервые именно на рубеже 18-19 веков у нескольких учебных возникли концепции развития живой природы.

Пример Гете.

Фигура Гете очень многогранна, его интересовало многое: литература, поэзия, философия, химия, математика, ботаника, зоология и везде он высказывал оригинальные мысли. Гете указывал, что в естествознании нельзя делать выводов, не имея доказательств. И Гете, н-р, искал убедительные доказательства факты эволюции, он даже принял участие в споре о наличии связи между человеком и обезьяной, он принял участие в этом споре как поэт, у него есть произведение «Прометей» и как натуралист Гете написал анатомическую работу о межчелюстной кости у человека.

"Ни мифологии, ни легенд нельзя терпеть в науке. Предоставим их поэтам, которые призваны обрабатывать их на пользу и радость мира. Человек науки пусть ограничивается ближайшей, ясной действительностью"

До Гете считалось, что у орангутанга по обоим сторонам носовой впадины проходит костный шов, соединяющую межчелюстную кость с челюстью, а у человека такого нет. Гете доказал, что есть у человека, но не у взрослого, а у человеческого зародыша и результаты своих анатомических наблюдений свел в работу, где провел мысль о том, что стоит задача перейти от описания к сравнению, а дальше к объяснению – это очень любопытно. Концепция эволюционизма всегда пользовалась особым вниманием поэтов и фигура Гете тому пример, но в качестве самостоятельной концепции, в качестве специально поставленного вопроса с развернутым ответом концепция эволюционизма возникла у Ламарка.

Жан-Батист Ламарк, ученый очень разносторонних интересов и дарований.

Он и автор работ по метеорологии, по флоре Франции, автор ботанического словаря. Он, будучи человеком разносторонним оставил вклад в разные наука, но прожил очень трагическую жизнь, в последнее десятилетие он полностью ослеп, не сохранилась даже его могила, у семьи не было средств, чтобы приобрести место на кладбище. Поговорим о том, какими были его взгляды на механизм эволюции.

Сущность его взглядов, сущность Ламаркизма была опубликована в работе «Философии зоологии», по времени это было начало 19 века 1809 год, по стилю это рассуждение скорее века 18-го. По мнению Ламарка, виды животных и растений подвержены непрерывной изменчивости под влиянием окружающей среды. Изменения происходят постоянно и передаются, зафиксировавшись в наследственности от поколения к поколению. Ламарк считал, что вид – это объект нереальный, он считал вид абстрактным понятием, считал, что эволюция происходит на уровне организма и отдельно взятые организмы модно сравнивать по сложности, он считал, что природа дает картинку развития от простого к сложному и он назвал это правилом или принципом градации. Реализация принципа градации по Ламарку возможна благодаря наличию у организмов внутреннего стремления к совершенству. Ламарк был по своим философским взглядам деистом, т.е. он признавал идею творения мира, но считал, что раскрыть механизм, заложенный богом, может естествознание. Поэтому Ламарк считал, что в силу акта творения организмы внутри имеют стремление к совершенствованию, это стремление Ламарк считал первичным свойством живого, оно заложено в организмах с акта творения, а вот дальше Ламарк большое значение придавал взаимоотношению организмов с окружающей средой. Он полагал, что возникновение изменений происходит как ответ организмов на длительное и устойчивое воздействие среды. По мнению Ламарка, все животные, кроме самых низших обладают внутренним чувством, оно заставляет животных действовать так, чтобы тотчас удовлетворить возникающую потребность. Изменения среды могут привести к изменению форм поведения, это вызовет необходимость использовать одни органы и не использовать другие.

Классический пример – это пример с жирафом. Н-р, у жирафа была привычка питаться листочками с кроны, но если листочки внизу кроны стали недоступны, то в ответ на это изменение среды, организм в силу стремления к совершенству реагирует целесообразно, жираф начинает вытягивать шею, этот орган интенсивно эксплуатируется, он гипертрофированно развивается соответственно, возникшие изменения по Ламарку дальше передаются потомкам. Ламарк свои взгляды обобщил в два ключевых положения, они вошли в историю науки под названием законов Ламарка. Первый закон упражнения и не упражнения органов, его суть «У всех животных, недостригших пределов своего развития, органы и системы органов, подвергавшиеся длительному и усиленному упражнению, постепенно увеличиваются в размерах и усложняются, а не упражняемые упрощаются и исчезают», а второй закон – закон передачи по наследству, благо приобретённых признаков, признаков, обретенных в течение жизни, формулировка закона такая «Признаки и свойства, приобретенные в результате длительного и устойчивого воздействия внешней среды, передаются по наследству и сохраняются у потомства при условии их наличия у обоих родительских организмов. По сути законы Ламарка - это попытка охарактеризовать движущие силы эволюции. Первому закону Ламарк привел множество примеров, а второй закон принципиально не мог проиллюстрировать и оставил его просто как основоположение своей концепции. Ламарк сыграл выдающуюся роль в развитии биологии, он создал первую по времени появления законченную систему эволюционных взглядов, он предпринял первую попытку обосновать эти взгляды, опираясь на обширный биологический материал зоологии и ботаники. Ламарк в целом правильно охарактеризовал эволюцию как процесс прогрессивный, идущий в направлении усложнения строения организма передовыми для своего времени были и взгляды на то. что эволюция имеет адаптивный характер, т.е. процесс эволюции, есть процесс адаптации, но у Ламарка в концепции был целый ряд ошибок и противоречий, прежде всего, неверным было объяснение эволюционного процесса как результата внутреннего стремления к совершенству. Если в акте творения стремление к совершенству заложено внутрь живого, то тогда у биологии как у науки нет возможности описать сущность жизни, если такого свойства организмов нет и принцип градации реализуется, как это показал Дарвин, то нужно предлагать другой механизм. Принципиально ошибочными были взгляды Ламарка на наследственность, вот второй его закон, закон наследования приобретенных признаков. Когда уже стала развиваться генетика показала, что по наследству передается размах изменчивости признака, норма реакции, а не конкретно фиксированное значение. Но этого не будет знать, и Дарвин и мы увидим, с какими проблемами столкнется дарвинизм до того времени, пока не синтезируются взгляды генетики и дарвинизма.

Ошибочным было и отрицание Ламарком биологических видов, но тем не менее концепция Ламарка впервые поставила как самостоятельную проблему, проблему развития органического мира. Отмечу, что к концепции Ламарка мало кто из биологов отнесся серьезно. Кювье принадлежит такая фраза «Никто не считает эту философию настолько опасной, чтобы ее критиковать» и работа Ламарка называлась «Философия зоологии». Нужно было сделать еще один шаг, чтобы отделить собственно научную постановку вопроса от общефилософской и этот шаг сделал Чарльз Дарвин.

Чарльз Дарвин из семьи потомственных врачей, в школьные и университетские годы особых успехов не проявлял, бросил учебу на медицинском факультете Эдинбургского университета, поскольку, занятия в анатомическом театре внушали ему отвращения, перешел в Кембридж и закончил учебу в Кембриджском университете на богословском факультете.

Дело в том, что в то время богословский факультет давал серьезную подготовку в области естественных наук, особенно в области геологии и биологии, а дальше с 1831 по 1836 год Дарвин отправился в кругосветное путешествие в качестве пастора на корабле «Бигль», корабль имел военные задачи. В кругосветное путешествие Дарвин отправился как сторонник учения о неизменности видов, но в процессе сбора материалов и в процессе осмысления, полученных эмпирических фактов, он стал сомневаться в неизменности видов, огромное впечатление на него произвело разнообразие биологических видов тропической Бразилии и пятидневное пребывание на архипелаге Галапагос. В то время Дарвин читал трехтомный труд «Основы геологии» английского испытателя Чарльза Лайеля, в котором высказывалась идея униформизма. В чем суть идеи? Все процессы вулканической деятельности, накопления осадков, эрозии происходят в истории с той же интенсивностью, что и в настоящее время и Лайель отказался от господствующей тогда гипотезы катастроф, что неорганическая природа меняется под влиянием катастроф. И вот так совпало, что идеи, подчерпнутые из читаемых книг и собственные наблюдения над фактами и разбор коллекций, предопределили теоретический интерес Дарвина. Во время путешествия Дарвин заразился тропической лихорадкой, она всю жизнь его мучала. Он был человеком высшей степени организованности, он каждый день работал строго по плану. На кануне вечером он составлял план и на следующий день строжайшим образом плану следовал. И он считал, что он, называя себя человеком средних способностей, чего-то достиг именно благодаря организованности. Он очень долго писал свой основной труд, он называется «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение избранных пород в борьбе за жизнь», от наброска до публикации прошло 20 лет и то, есть историческая версия, что он решился на публикацию только под влиянием нарастающей конкуренции со стороны коллеги Уоллиса. Дарвин опубликовал свою работу, получил признание. У него было несколько прозвищ, когда он плавал на корабле «Бигль», спутники называли его философом за склонность к размышлениям, когда коллекции заполонили весь корабль, его стали звать мухоловом, а журналисты в более поздний период жизни назвали его святым от науки.

Концепция Дарвинизма считается одной из научных революций.

Когда дарвинизм вышел на широкую общественную арену в чем только Дарвина не обвиняли и видите, какие рисовали карикатуры, это неслучайно. Один из признаков научной революции помимо кардинального изменения собственно научных взглядов, значительное влияние на мировоззрение человека. Вот дарвинизм в полной мере такое влияние своего места человеком в природе имел. Заслугой Дарвина было оказательство того, что на конкретном материале он продемонстрировал, что беспорядок предшествует порядку и целесообразности, и порядок возникает естественным путем, без необходимости ссылаться на сверхъестественные силы можно объяснить возникновение сложного из простого.

Основоположения дарвинизма:

• пытался определить природу эмпирически наблюдаемой целесообразности;

• не рассматривал вопрос о происхождении жизни;

• установил границы своей гипотезы, осуществил резкое ограничение вопросов, входящих в гипотезу - попытался раскрыть вопрос о путях возникновения видов, о причинах разнообразия форм живого.

Вы видите, какую цель Дарвин ставил перед собой, эта цель отличается от той научной задачи, которую решал, н-р, Ламарк. Ламарк принял как данность изначальную целесообразность строения и функционирования организмов, а Дарвин поставил под сомнение, что эта целесообразность изначальна, он попытался показать ее как возникающую. Дарвин не решали вопрос о происхождении жизни. Для ученого очень важно четко, в первую очередь для себя, обозначить, какую научную проблему ученый решает. Вот Дарвин жестко ограничил границы своей гипотезы, он попытался раскрыть только вопрос о путях возникновения видов, т.е. о причинах разнообразия форм жизни. Дарвин не ставил вопрос о раскрытии механизма возникновения жизни вообще, его часто за это критикуют и беспочвенно. Дарвин какую задачу пытался решить, такой результат и получил.

Весь механизм изменения живого мира Дарвин связал с адаптацией, т.е. весь процесс эволюции это адаптациогенез.

• Адаптация (позднелат. adaptatio – приспособление, прилаживание; от лат. adapto - прилаживаю) – совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и других особенностей данного вида, обеспечивающих возможность специфического образа жизни в определенных условиях внешней среды.

• В широком смысле адаптациогенез – процесс эволюции как формирование целесообразности в устройстве и функционировании организма.

Благодаря этому Дарвин ушел от необходимости привлекать какие-то ни было сверхъестественные силы для объяснения эволюции живого.

Дальше Дарвин показал, что приспособление в эволюции возникает путем случайного отбора из множества ненаправленных изменений, Т.е. то разнообразие, из которого дальше идет формирование вектора необходимости, значимо в силу случая. Этот интересный момент в дарвинизме, интересный для философа, соотношением случайности необходимости нужно понять.

В дарвинизме несколько научных компонентов и дарвинизм очень интересная научная концепция, потому что каждое отдельно взятое положение в дарвинизме может быть оспорено. Но когда ключевые положения дарвинизма соединяются вместе, дарвинизм приобретает очень высокую устойчивость. Вот эта особенность концепции эволюционизма позволяет некоторым исследователям науки называть ее не теорией, а исследовательской программой. Вот, если вы посмотрите, в литературе до сих пор не прекращаются споры, дарвинизм – это гипотеза, исследовательская программа или концепция. В концепции Дарвина несколько научных компонентов. Прежде всего, это представление об эволюции как реальности, т.е. жизнь для Дарвина динамическая структура, н статичная система, а динамичная система, т.е. природа меняется во времени и меняется на уровне видов. Вот, если у Ламарка единица эволюционного процесса - это организм, то Дарвин мыслит на уровне популяций, групп организмов. Виды для Дарвина не только изменяются во времени, они связаны дуг с другом происхождением от общих предков, т.е. эволюция рассматривается как естественный процесс, как процесс постоянный и существующие виды обладают такими свойствами, которые являются результатом исторического процесса дивергенции, т.е. расхождения от предковых форм.

Как Дарвин пришел к таким выводам? Дарвин обратился к анализу соотношения темпов размножения и количества особей определенного вида в природе. Дарвину было известно, что процесс размножения любого вида растений, животных происходит в геометрической прогрессии. Еще Линней просчитал, что если какое-то однолетнее растение производит только по два семени, то через 20 лет потомство только одного растения будет составлять миллион экземпляров. Дарвин произвел аналогичный расчет для в общем-то мало плодовитого животного такого как слон и оказалось, что потомство только одной пары слонов через 750 лет составит 19 млн особей \, но столько особей в природе не наблюдается. Численность любого вида в природе – величина относительно постоянная, уж точно не обусловленная только темпами размножения. Численность видов подвержена колебаниям и это может означать только одно, что число одного вида, которое рождается, значительно больше того количества, которое может существовать в природе в конкретных условиях. И Дарвин проанализировал, что может менять численность, благоприятные и неблагоприятные климатические условия, пища в избытке или в недостатке, эпидемия и отношение между особями внутри вида, и отношения между видами. В результате избыточной рождаемости, подумал Дарвин, между организмами в природе возникает конкуренция и это явление Дарвин назвал борьбой за существование. Принято выделять три разных формы борьбы за существование: борьбу с факторами небиологического происхождения, межвидовую, внутривидовую борьбу. Наиболее острой и важной для эволюции является внутривидовая борьба, поскольку, особи одного вида характеризуются сходными запросами в отношении окружающей среды. Соответственно борьба за существование ставит разные особи в разное неравное положение, потому что особи отличаются друг от друга по любому набору признаков – это явление изменчивости. Индивидуальные изменения, которые облегчают выживание, обеспечивают их носителям преимущество, в результате чего чаще выживают и чаще оставляют потомство, более приспособленные к определенным условиям жизни особи, а слабейшие с большей вероятностью погибнут или будут устранены от скрещивания, вот это явление Дарвин назвал естественным отбором. Выжившие особи дают начало следующим поколениям. Благодаря наследственному характеру индивидуальной изменчивости удачные особенности строения с большей вероятностью передается потомству, постепенно распространяются среди особей одного вида, таким образом, естественный отбор, как выживание наиболее приспособленных является движущей силой эволюции. Вот это положение, обоснованное Дарвином и его последователями, имеет силу общебиологического закона. Итак, приспособительный характер эволюции, эволюция как адаптациогенез, достигается путем отбора из множества случайных изменений, которые облегчают выживание в конкретных условиях среды. Приспособленность организмов имеет относительный характер, т.е. то, что полезно в одних условиях может быть бесполезно, даже вредно, в других. Соответственно, в тех случаях, когда исходно одинаковые группы особей обитают вне одинаковых условий, естественный отбор может привести к накоплению разных особенностей – это явление дивергенции, расхождение внутри группировок вида с постепенным приспособлением сначала образуются разновидности, а потом новые виды. Гипотеза Дарвина интересна тем, что она необычна с позиции традиционных для естествознания форм мышления. В гипотезе Дарвина нет каких-то положений, которые преподносятся как абстрактные истины, заметна проблематичность каждого кризиса. И вот в истории науки было, что, если какой-нибудь тезис Дарвина оспаривается, на этой основе может быть построена антидарвиновское, альтернативное Дарвину объяснение эволюции. Н-р, вот понимание вида у Дарвина, вида не существуют раз навсегда данными, а изменяются. Достоинство дарвиновской теории в том, что это положение введено в логическую структуру в виде теоретически обоснованного вида и трудностью для Дарвина было не в том, чтобы эмпирически показать изменяемость вида, а в том, чтобы этот факт изменчивости видов выразить логически. Эволюционизм – это теоретический уровень биологии, это объяснение. Как с этой проблемой Дарвин справился? Дарвин дал определение вида, как резко обозначившейся разновидности, но такое определение одно из возможных, если применить другие, то данный тезис не выдержит критики. Соответственно, основанное на нем логическое доказательство становится проблематичным, вот если вы посмотрите, какое современное определение вида используется в биологии, де генетический критерий вида основной, становится понятно, в чем изменение классического эволюционизма в современную биологию

В концепции Дарвина есть такое основоположение, по крайне мере, некоторые изменения, возникающие в организме при его жизни, наследуется. Сам Дарвин это положение теоретически не обосновывает, молекулярные основы наследственности во время жизни Дарвина еще не были известны. По Дарвину, почему такая формулировка, некоторые изменения наследуются, потому что Дарвин говорит, мы не знаем причин, вызвавших эти изменения. Механизм наследования Дарвин приписал действию гему, крошечных гипотетических частиц, которые выделялись каждой тканью, а потом поступали в половые органы, где производилось их копирование для передачи следующему поколению. Соответственно, когда были открыты законы наследовательности, это положение Дарвина тоже стало проблематичным и генетики атаковали Дарвина за натурфилософию. Он описывал морфологию без знания истинных механизмов. Для аргументации возможности наследственной передачи благоприобретенных признаков, Дарвин подобно Ламарку, пользовался приемом, который известен еще с античности, он пользовался методом противоречивых примеров. Суть метода в том, что в качестве доказательства предъявляется перечень явлений, объяснением для которых служит некое единое априорное допущение, чем больше таких явлений примеров удавалось отыскать, тем более убедительным считалось доказательство. Поэтому в истории науки случился такой феномен, который получил название кошмар Дженкина. Дженкин – это британский инженер и физик, который в 1867 году проанализировал дарвиновские представления о наследовании. Наследственность осуществляется непрерывным образом.

Дженкин рассуждал так, представим, человек с белой кожей попал на африканский континент, признаки белого человека, в том числе, белизна кожи будут по Дженкину так, если он женится на негритянке, то у их детей будет половина признака белизны, поскольку, белый человек на континенте один, то его дети будут вступать в брак с чернокожими и доля белизны будет убывать асимптотически. Единица, одна вторая, одна четвертая, одна восьмая, одна шестнадцатая, т.е. эволюционного значения признак иметь не будет. Дженкин обратил внимание на то, что положительные свойства, которые могли бы способствовать приспособлению к среде, встречаются очень редко и если даже у кого-то этот признак возникнет, то это особь с малой вероятностью встретится с такой же особью, с таким же изменением признака и признак в поколениях рассеется.

Дарвин не смог объяснить кошмара Дженкина. Сейчас бы мы возразили, мы понимаем, что наследование не происходит непрерывным образом, гены – это локальные молекулярные структуры, они не перемешиваются при наследственности и нельзя говорить о выражении признака одна вторая, одна шестьдесят четвертая, но Дарвин этого не знал. Но его концепция успешно развивалась. Иногда дарвиновскую концепцию называют иллюстрацией методологии исследовательских программ Локатоса. Главная ценность программ – способность пополнять знания, предсказывать новые факты, а если даже есть факты, противоречащие концепции, то это затруднение для исследовательской программы не является поводом для отказа от них.

Еще один пример, в чес проблематичность дарвиновских построений – это пример с естественным отбором. Естественному отбору Дарвин дал такое определение «Сохранение благоприятных индивидуальных различий и вариаций и уничтожение вредных я назвал Естественным отбором, или выживанием наиболее приспособленного.». Мы зафиксировали, что естественный отбор есть результат, имеющийся в живой природе борьбы за существование. Но если показать, что борьба за существование не всеобщая, падет тезис о естественном отборе на это обратили внимание русские ученые, особенно Кропоткин, который имел не меньше, чем у Дарвина опыт наблюдений в природе. Кропоткин познакомился с работами петербуржского профессора Кеслера, который утверждал, что в природе большое значение, помимо закона взаимной борьбы, имеет закон взаимной помощи. Кропоткин считал, что эта мысль не противоречит Дарвину. Это в действительности лишь развитие идеи, высказанной Дарвином. Но проблематичность обоснования при фиксации того, что в природе есть не только борьба между видами, но и взаимопомощь, это действительно делает тезис проблематичным. Может поэтому Дарвин, построив свою гипотезу медлил с ее публикацией, почти 20 лет прошло с момента зарождения идеи происхождения видов до появления этой книги на свет. В любом случае, при всей проблематичности, которая создает изнутри дарвинизма сложности построения альтернативных подходов, на сегодняшний день дарвинизм очень авторитетная исследовательская программа.

Обратимся к доказательствам эволюционной теории. Еще в 20 веке теория эволюции была расширена и дополнена за счет современных данных конкретных биологических наук: генетики, молекулярной биологии, экологии, этологии. Поэтому современная эволюционная теория – это некоторая совокупность гипотез об органической эволюции, которая происходит путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. Современная наука обладает хорошо подкрепленными фактами-гипотезами, которые в совокупности и создают, достаточно обоснованную эволюционную концепцию. Сведения, которые подтверждают современные представления об эволюции, поступают из разных источников. Некоторые события, приводимые в качестве доказательства эволюционной теории могут быть воспроизведены в лаборатории, однако это не означает, что они действительно имели место в прошлом. Любое доказательство есть свидетельства только возможности протекания тех процессов, которые описывает эволюционизм. В это и сила, и одновременно слабость эволюционизма. Рассмотрим основные источники данных, которые сегодня считаются подтверждающими теорию эволюции.

Палеонтологические данные подтверждают факт прогрессивного возрастания сложности организмов и отвергают представления о неизменности видов.

Еще Дарвин в происхождении видов обсудил возможные трудности своей концепции, связанные с тем, что палеонтологические данные не полны, нет сведений о переходных, промежуточных формах между большими организмов и одно из главных возражений против использования ископаемых останков для доказательства эволюции – это факт прерывистости палеонтологической летописи. Т.е. в палеонтологической летописи есть разрывы и эти недостающие звенья для противников дарвинизма считаются основаниями для того, чтобы признавать концепцию образования новых форм жизни путем естественного отбора. По мнению противников дарвинизма, которые строят свои взгляды на палеонтологии, скорости эволюции варьируются, некоторые новые виды могут возникать очень быстро, скачкообразно и именно это приводит к неполноте палеонтологической летописи. Появилось специальное понятие скачкообразная эволюция для обозначения совокупности концепций, отрицающих в дарвинизме это положение о непрерывности эволюции.

Второй источник доказательств – биологическая систематика. В рамках систематики организмы получают наименование, организмы определяются в группы. Биологическая номенклатура основана на системе, основоположником которой является Карл Линней

По его системе каждый организм имеет два латинсикх названия родовое, оно пишется с заглавной буквы и видовое, пишется со строчной буквы. Например, человек Homo sapiens. В систематике организмы объединяются в разные группы, расположенные на разных иерархических уровнях на основе разнообразного набора признаков, в основном видимых. Иерархическая единица - это таксон. Каждый таксон может содержать несколько таксономических единиц более низкого ранга. Н-р, один тип может содержать несколько классов или род содержать три вида. Но аксон может принадлежать только одному таксону более веского уровня. Соответственно, эта классификация отражает механизм возникновения групп животных. Существует два типа классификации: искусственные и естественные.

Искусственные типы классификации основываются на утилитарных задачах по каким-то легко распознаваемым признакам произвести классификацию объектов. Такие классификации используются при ограниченном числе узкоспециальных задач. Примером искусственной классификации может служить классификация животных, приведенная аргентинским писателем Борхесом, который говорил, что ему доступна некая энциклопедия, где животные делятся на принадлежащих императору, бальзамированных, прирученных, молочных поросят, сирен, сказочных животных, бродячих собак и нарисованных очень тонкой кисточкой из верблюжьей шерсти, издалека кажущихся мухами. Но в науке классификация должна быть естественной

Естественная классификация строится по критерию, заложенному в его основу, и она может быть либо фонетипической по внешним свойствам, но сегодня в основном в биологии используются филогенетические классификации, которые отражают эволюционные связи, которые возникают между организмами в процессе их происхождения. При построении такой систематики, предполагается, что организму, который относится к одному таксону, имели общих предков. Поэтому связь между организмами можно представить в виде родословного дерева, древа, тогда черты сходства и различия между организмами можно объяснить, как результат адаптации в пределах одной таксономической группы к определенным условиям среды на протяжении некоторого периода времени.

Филогения живых существ или древо жизни соответствует представлениям в науке о степени родства организмов, о том, как шла эволюция. Фактически, современная систематика является той основой, на которой новые знания об организмах буквально могут быть дополнены вот эти представления об эволюции. Когда мы знаем свойства того или иного вида, с помощью филогенетической классификации мы можем судить о свойствах родственных существ, проследить эволюцию признака. Это имеет не только теоретическое значение, но и прикладное значение, н-р, в медицине фармакология, филогенетические, систематические построения используются для того, чтобы понять, откуда были завезены те или иные вирусы, какие лекарства на них действуют лучше и т.д.

Еще один источник доказательства – практика селекции. Дарвин познакомился с практикой английских селекционеров и пришел к выводу, что выведение человеком сортов растений и пород домашних животных от диких предков, может служить доводом в пользу того, что аналогично могут возникать и новые виды в естественных условиях. Т.е. Дарвин указал на связь между механизмами искусственного и естественного отбора. В природе только вместо человека в роли отбирающего фактора выступает внешняя среда, а в искусственном отборе человек выбирает по тем признакам, которые ему необходимы и осуществляет селекцию.

На иллюстрации вы видите, из практики английских селекционеров, выведение пород голубей.

Следующий источник доказательств – сравнительная анатомия или сравнительная морфология. В рамках этой дисциплины становится ясно, что по ряду структурных особенностей группы животных сходны.

На иллюстрации, когда основная структуры у разных животных, здесь представлена структура конечностей, различным образом модифицируются, чтобы приспособится к специфическому образу жизни в соответствующей среде обитания, органы построены по общему плану, развиваются из одних и тех же зачатков. Свидетельство происхождения животных от общего предка.

Иллюстрация того, что у групп животных сохраняются структуры, которые не несут никакой функции, так называемые рудиментарные органы, но они были у предков групп животных. Это тоже доказательства эволюционного возникновения видов.

Еще один источник доказательств – эмбриология. При изучении эмбрионального развития было обнаружено структурное свойство, на основании этого было сформулировано правило или закон, по которому стадии развития организма повторяют эволюционную историю группы, к которой данный организм относится.

Н-р, по мере развития зародыша позвоночного у него происходят изменения, и он постепенно приобретает признаки рыбы, амфибии, рептилии, птицы или млекопитающего в соответствии со своей видовой принадлежностью, а изначальное сходство между эмбрионами означает, что все они, а, следовательно, группы организмов имели общего предка. Большинство людей слышало о том, что чело веский эмбрион на протяжении первых нескольких месяцев своего развития в утробе проходит или кратко повторяет различные эволюционные стадии, обладание жабрами как у рыбы, хвостом как у млекопитающего и т.д. Эта идея, которая называется эмбрионным повторением энергично распространялась с 60- годов 19 века Эрнстом Геккелем и часто в школьных учебниках вот этот закон соответствия стадиям развития организма истории эволюционной группы называют законом Геккеля.

В последнее время выяснилось, что Геккель осуществил научную фальсификацию, он сфабриковал данные, в тем времена эмбрионы сравнивали посредством рисунков и Геккель мошеннически изменил рисунки эмбрионов, чтобы усилить сходство между эмбрионами разных видов и скрыть различия. Эти рисунки воспроизводились, дошли до школьных учебников, но только в 1997 году сравнили фотографии эмбрионов с рисунками Геккеля, и эта фальсификация была обнаружена. Геккель еще при жизни получил прозвище «пес Дарвина», он так верил в дарвинизм, что был готов даже на не очень красивые поступки для того, чтобы доказать правоту дарвинизма. Но тем не менее вот этот закон, пусть неполного повторения, но закон, который фиксирует эволюционное сходство классов, имеющих общего предка на основе анализа эмбрионов, он для биологии актуален.

Следующий источник доказательства – биохимия.

По мере разработки методов биохимического анализа эта область исследования стала источником доказательств в пользу эволюционной теории. Биохимия показывает, что у всех организмов есть одинаковые вещества и это указывает на возможную биохимическую гомологию, подобную морфологической гомологии на уровне органов и тканей. Биохимические методы анализа при сравнении разных видов животных и растений дополняют методы сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии и прорыв здесь был в 1986 году с открытием полимеразной цепи реакции пцр. Сейчас мы много слышим на фоне эпидемии коронавируса об этой реакции пцр, с помощью пцр можно выделить определенный участок ДНК, полностью расшифровать структуру и соответственно при сравнении последовательности ДНК организмов разных видов можно выявить те наследственные изменения, которые произошли после отделения от общего предка при разделении эволюционных ветвей, ведущим к разным видам. Молекулярные методы дали удивительный результат, оказалось, что летучие мыши близкие родственники лошадей и псовых, а китообразные - родственники парнокопытных, т.е. у всех живых организмов можно выявить сходные черты в последовательности нуклеотидов ДНК, несмотря на огромные масштабы времени, прошедшие со времени жизни общего для всего живого предка. Даже у людей и бактерий последовательность ДНК обладает некоторыми чертами сходства в пределах отдельных генов, причем сходные участки отвечают за синтез молекулярных систем со сходными функциями.

Очень часто сравнивают человеческий геном с геномом шимпанзе. Это наиболее близкие к нам по генетике биологические объекты.

Сравнение человека с геномом шимпанзе позволяет сразу исключить из рассмотрения примерно 98% генома, есть процент разный в зависимости от способа подсчета, которые идентичны между нашими видами и где-то там в оставшихся одном или двух процентах, 1% или 2% - это 30 или 60 млн нуклеотидов, и зашифрована, скажем так, тайна человеческой уникальности. Поэтому, когда прочли геном шимпанзе, а это было в 2005 году, генетики бросились на сравнение генома человека и генома шимпанзе и оказалось, что те участки генома, которые кодируют белки, изменились очень мало. Различия в аминокислотных последовательностях белков у человека и шимпанзе составляют менее 1%, да и этих немногочисленных различий, большая часть не имеет функционального значения, либо значение не ясно. И вот самый известный пример связан с геном, который получил броское прозвище «ген речи».

• Forkhead box protein P2 — белок человека, кодируемый геном FOXP2 на 7 хромосоме и представляющий собой фактор транскрипции — регулятор активности множества других генов.

Вот этот участок в геноме у млекопитающих крайне консервативен, н-р, у мыши белок, который кодируется этим геном, отличается от обезьяньей всего одной аминокислотной заменой. Столь высокий консерватизм означает, возникающая в результате мутации изменение аминокислотной последовательности этого белка почему-то все время отбраковываются отбором, значит они вредны для млекопитающих и оказалось, что человеческая версия этого гена отличается от версии в шимпанзе целыми двумя аминокислотными заменами, значит произошло что-то важное. Генетики знают, что мутации в этом гене приводят к серьезным нарушениям членораздельной речи, чтобы нормально разговаривать, человеку необходимы нормальные, неиспорченные мутацией версии этого гена, у других животных этот ген выполняет возможно выполняет сходные функции. В 2006 году было доказано, что активность этого гена у певчих птиц резко снижается во время пения, причем в том отделе мозга, который отвечает за пение и напрашивается предположение, что замена двух аминокислот в эволюции человеческой линии была связана как раз с развитием способности к произнесению членораздельных звуков. Это надо понимать правильно, значит ли это, что наши предки молчали-молчали, а потом вдруг появилась мутация и наши предки стали произносить членораздельные звуки? Немного не так, скорее всего была такая последовательность событий. Наши предки сначала могли иметь, скажем так, обезьянью версию этого гена и они активно использовали звуковую коммуникацию, им было трудно издавать членораздельные звуки, но они очень старались и те особи, у которых это получалось лучше, могли оставить больше потомков. Н-р, потому что им было легче объяснить собеседникам какие-то совместные действия. Тогда мутация, которая позволяла легче произносить членораздельные звуки поддерживалась отбором, распространялась и поддерживала культурные традиции.

Подводя итог обзору доказательств на примере биохимии, изучение биологических молекул позволяет выяснить характер и степень эволюционного родства организмов, показать, как менялись признаки в ходе эволюции при изменении генома. Сегодня генетика лидирует среди всех биологических наук, несмотря на то, что молекулярная диагностика применяется не больше двух десятков лет, это очень перспективные исследования.

Подводим итог обзору доказательств эволюции. Все данные только подкрепляют доводы в пользу существования эволюции, но любой из источников доказательств эволюционизма не считается бесспорным. Вот это обстоятельство на ряду с другими ориентирует некоторых исследователей на поиски радикальных решений, на поиск альтернативных дарвинизму эволюционных концепций.

Мы рассмотрели доказательства эволюционной концепции и все эти данные лишь подкрепляют другие доводы в пользу существования эволюции, но сами по себе не могут считаться бесспорными доказательствами. Это обстоятельство наряду с другими ориентирует некоторых исследователей на поиски более радикальных решений, пересматривающих эволюционные концепции, возникает спектр антидарвиновских концепций. Основными характерными чертами этих концепций является отрицание творческой роли естественного отбора и утверждения о том, что наиболее существенные эволюционные события являются результатами случайных процессов. Адаптации видов трактуются как возникающие случайно и скачкообразно, вымирание отдельных видов рассматривается как случайные по отношению к их адаптациям процесс и рассматривается как обусловленный глобальными катастрофами. Идея о том, что смена этапов развития органического мира на Земле обуславливалась катастрофами, которые время от времени уничтожают животный и растительный мир, в 21 веке обсуждается весьма широко. Гипотезы сторонников катастроф можно разделить на две группы; одни авторы связывают катастрофы с геологическими процессами, н-р, оживление вулканизма, что ведет к глобальному похолоданию и выбросу в атмосферу больших объемов токсических веществ или горообразовательными процессами, которые сопрягаются с изменением климата.

Идея влияния переворотов на органический мир присутствует еще в «Фаусте» Гете. Там Фауст уже много переживший, очищенный страданием понимает, что познать абсолютную истину невозможно и он начинает мечтать о полезном для человечества деле, Мефистофель пытается его отвлечь и обращает внимание на хаотическое нагромождение скал, трактуя их как результат деятельности чертей. Это гипотеза Земного катастрофизма.

… Сернистый газ

Давил на стенки каменистых масс.

Росло давленье. От его прироста

Растрескалась кругом земли короста.

Взрыв вызвал общий перелом,

И стало верхом то, что было дном.

Геологи, наш опыт разработав,

Ввели теория переворотов.

Фауст возражает:

Существованье гор, лугов, лесов

Обходится без глупых катастроф (Б. Пастернак)

Ведь чтоб росли, цвели природы чада

Переворотов глупых ей не надо (Холодковский)

Мефистофель настаивает.

Фауст:

Какие любопытные подходы

У вас, чертей, во взглядах на природу.

Часть исследователей полагает катастрофы имеют космическое происхождение. Из космических причин массовых вымираний вы видите, о чем чаще всего говорят, эти причины космического катастрофизма перечислены:

• катастрофическое повышение радиации, вызванное вспышкой сверхновой звезды;

• колебания солнечной активности;

• бомбардировка Земли кометами и гигантскими астероидами, сопряженная с колебаниями положения Солнечной системы относительно плоскости галактики;

• прохождение крупного небесного тела через окружающее Солнечную систему кометное облако.

Пример. В середине 60-х годов преследование разреза пограничных между мелом и кайнозоем отложений в Италии в тонком слое глины, который был датирован возрастом 60 млн лет назад, была обнаружена чрезвычайно высокая концентрация достаточно редкого металла – иридия, она в 20 раз превышала средний уровень его содержания в земной коре. Впоследствии такие иридиевые аномалии именно на границе мела и кайнозоя были найдены во многих местах по всему миру, причем в некоторых местах скопление металла в 120 раз превышала фоновое. Длительность накопления того слоя была не более 10-ти тысяч лет, поскольку, в земной коре иридий редок, т.к. он хорошо растворим в железе, весь Земной иридий сконцентрирован в ядре планеты, был сделан вывод уже в 1980 году, что иридиевая аномалия есть следствие удара о Землю крупного астероида, вещество которого рассеялось по всей земной поверхности. Чтобы объяснить наблюдаемое количество иридия, нужно было предположить, что на Землю упало тело внеземной природы диаметром приблизительно 10 км и массой более тысячи тонн, при его падении на сушу просчитали, возникла бы воронка, диаметром около 100 км и расчеты показывают, что при ударе такого тела о землю в атмосферу поднялось бы огромное количество пыли, в 60 раз превышающее вес самого астероида. Эта пыль могла бы обращаться вокруг Земли несколько лет прежде чем осела обратно на поверхность, такое пылевое облако должно было бы резко понизить прозрачность атмосферы, что привело к кратковременной остановке фотосинтеза, массовой гибели зеленых растений, прежде всего планктонных водорослей, имеющих короткий жизненный цикл, вслед за зелеными растениями погибли бы растительноядные животные, затем хищники. Из-за ослабления синтеза в воде океанов накопился углекислый газ, что связано с повышением кислотности воды в мировом океане и с растворением раковин карбоносекретирующих организмов от раковинных простейших до крупных моллюсков, только после осаждения пыли началось, по мнению исследователей, создавших вот эту объяснительную модель для иридиевой аномалии, восстановление зеленой растительности, из переживших критический период семян и спор и далее быстрое развитие немногих, переживших катастрофу, животных. Вот примерно в таком виде выстраиваются гипотезы внутри концепции катастрофизма.

Если рассматривать объяснительные модели этих концепций, относящихся к антидарвиновским, следует отметить, что ни одна из катастрофических моделей не объясняет смысла процессов, совершавшихся на Земле в критические эпохи, скорее, такие объяснения ставят новые вопросы. Значительную роль в распространении антидарвиновских концепций играют психологические факторы – новизна идеи астероидов, новизна значительной части фактов, свидетельствующих об их падении, в целом, так называемая, космизация науки. Кроме того, значима возможность серьезных климатических последствий таких событий, что приводит к проведению определенных параллелей, когда сравнивают прогнозы климатических последствий ядерной войны и падений гигантских метеоритов или астероидов. Согласно этим моделям, победа в полномасштабной ядерной войне невозможна в принципе, ибо ядерные взрывы выбросят в верхние слои атмосферы столько пыли, что сделают ее непрозрачной для солнечного света. Концепция ядерной зимы базировалась на опыте ковровых бомбардировок немецких городов англо-американской авиацией в ходе второй мировой войны, там отдельные очаги пожара сливались в так называемые, огненные торнадо и температура в них была столь велика, что сгорал даже металл, а создаваемый восходящий воздушный поток поднимал продукты горения на такую высоту, что они разносились по всей планете. Критики указывали, что размер пылевых частиц, образующихся при астероидном ударе, превышает размер частичек сажи и иных продуктов сгорания минимум на порядок, так что пыль должна была бы опуститься на поверхность ни через годы, а через считанные недели. И геохимики в свою очередь напоминают о существовании в морской воде карбонатно-бикарбонатного буфера, сместить кислотность которого, за счет изменения концентрации СО2 крайне сложно. А вот возражения биологов более разнообразны. Иридиевые аномалии найдены в отложениях самого разного возраста и не все они связаны с крупными фаунистическими сменами и наоборот все попытки обнаружить следы астероидных ударов в тех горизонтах, которые соответствуют катастрофическим вымираниям видов живого, не привели к существенному результату.

Очень многое зависит от того, каким образом, в концепции катастрофизма выстраивается датировка вымерших видов живого и соответственно их датировка в палеонтологических остатках. Последовательность исчезновения разных планктонных организмов в разных местах Земли неодинакова. Пики вымираний могут расходится среди аномалий на десятки тысяч лет. Некоторые группы животных вымирают до аномалии, а не после нее. Т.е. вот эти модели катастрофизма не позволяют проследить очень четкий механизм изменений. Исходные палеонтологические данные, для которых создаются такие модели, отнюдь не бесспорны. Появление астероидных гипотез в рамках гипотез катастрофизма резко обострила интерес не только к проблеме массовых вымираний, особенно к общему вопросу о внутренних и внешних механизмах эволюции. Основы европейского естественнонаучного мышления составляют так называемую бритву Оккама, когда из нескольких конкурирующих гипотез выбирается наиболее простая, не вводящая, так называемых, избыточных сущностей. Применительно к разбираемой нами концепции это означает следующее, для представителей естествознания очень привлекательны однофакторные гипотезы, н-р, разом изверглись все вулканы и все живое отравилось серой, тяжелыми металлами или упал астероид, и поднятая им пыль затуманила атмосферу. Представления о системных свойствах биосферы для физики и химии часто избыточное, а вот для биолога очевидно, что экосистема и биосфера – это немеханические наборы элементов, а единицы целостной системы с собственными закономерностями, которые способны противостоять внешним возмущениям до известного предела. Поэтому с точки зрения биолога более простые гипотезы, которые предполагают внутренние причины экосистемных смен более привлекательны, а внешнее воздействие типа катастроф – это избыточные сущности, которые модно привлекать после того, как исчерпаны внутри биосферные варианты объяснений. Вот это различие, условно говоря, между физиками и биологами есть условное название для характеристики определенного стиля мышления носят не дисциплинарный, а мировоззренческий характер. Естествознание в целом остается физикоцентричным и для него притягательность гипотез катастрофизма для объяснения эволюции на Земле вполне понятна.

В современных дискуссиях об эволюции обсуждается не сам факт ее существования, что эволюция была и этот факт признается всеми представителями научных дисциплин, обсуждается то, как она происходила. Происходила ли она путем естественного отбора случайно возникающих изменений, как считал Дарвин или мутацией, как говорит сегодняшняя генетика или же механизм был какой-то другой. Против представлений о постепенном характере естественного отбора на базе возникающих изменений выдвигаются возражения, которое на первый взгляд кажется весьма серьезным, оно связано с вероятностью или невероятностью некоторых событий. Вспомним, что вероятность определяется условиями протекания процессов.

Предположим, что вы бросаете 100 костей в надежде, что выпадут все шестерки. Вероятность получить такую комбинацию в одном броске равна одной в шестой в сотой степени, она настолько мала, что о ней не стоит и говорить. Но предположим, что у игры другие правила. Вы бросаете сразу 100 костей, отбираете выпавшие шестерки, а остальные перебрасываете. Тогда из 100 фишек вы можете ожидать 17 шестерок в первом броске, согласно теории вероятности, 14 в следующем из оставшихся 83 и т.д. И после нескольких бросков все кости на столе будут шестерками. Причина такого успеха заключается в правилах, которые сохраняют каждый достигнутый успех и с его учетом продвигаются дальше. Вот в биологических закономерностях действуют именно такие правила. Частичный успех, т.е. возникшая в ходе эволюции несовершенная структура, несовершенная функция, если она приносит хоть какую-то пользу, делает что-нибудь лучше, чем прежняя, подхватывается отбором. Т.е. конечная цель эволюции достигается путем последовательных приближений, поэтому сложные структуры могут быть объяснены как постепенно возникающие в результате естественного отбора. Если их в принципе можно получить путем постепенного усложнения так, чтобы каждый новый этап давал какое-то дополнительное преимущество, такая модель срабатывает. Естественный отбор понятно, не обладает даром предвидения, он никогда не может способствовать появлению некой промежуточной структуры, не доставляющей сразу же определенные выгоды ее владельцу, даже, если бы эта структура и была бы полезна в отдаленном будущем.

Когда мы сегодня видим адаптации живых существ, они нам кажутся предельно совершенными, кажется, их создание было бы невозможно без предвидения, поэтом очень многим и специалистам, и обычным людям трудно поверить, что природные объекты произошли путем простого накопления отдельных сдвигов к лучшему. Ведь во многих случаях мы не можем продемонстрировать всю цепь промежуточных этапов процесса. Вот с этим аспектом связана трудность в понимании эволюции.

В середине 20 века важно познавательно значение приобрел вопрос о соотношении микро и макроэволюции.

• Микроэволюция – совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида и приводящих к изменению генофонда этих популяций и образованию новых видов.

Но появляется вопрос, как появляются крупномасштабные изменения? Вот на этот вопрос призвана ответить теория макроэволюции.

• Макроэволюция – эволюционные преобразования, ведущие к формированию таксонов более высокого ранга, чем вид.

Специфичность макроэволюции проявляется не только в масштабности результатов, не только во временных параметрах процессов, в особом объекте приложения эволюционных сил \, но возникает вопрос, специфичны ли они по факторам, по механизмам?

Прямое переложение микропроцессов на макроуровень невозможно. Так, например, дарвиновская эволюционная концепция может считаться примером микроэволюции, но она направлена именно на объяснение новых видов. А как возникают те качества, отличающие друг от друга таксоны более высокого порядка? Сегодня ищутся механизмы макроэволюции, поскольку, в науке критерии научности связаны с экспериментированием, а макроэволюционные процессы не принадлежат прямому наблюдению и экспериментированию, возникает дискуссия о том, как могут быть объяснены крупномасштабные изменения органического мира.

Дарвинизм и генетика до 30-40-х годов 20 века не были интегрированы друг с другом. Дарвинизм создавался для объяснения происхождения видов и работал на популяционном уровне, а вот зарождающаяся с начала 20 века генетика изначально объясняла наследственность на уровне индивидуальных особей, поэтому дарвинизм и генетика не совпадали по предмету своего исследования именно до 30-40-х годов и только, когда в это время возникла популяционная генетика, выровнявшая свой предмет изучения с дарвинизмом, стало возможно синтезировать дарвинизм и генетику, и сделано это было в рамках синтетической теории эволюции, сокращенно СТЭ.

Основные положения синтетической теории эволюции.

• Материалом для эволюции служат наследственные изменения мутации (генные) и их комбинации

• Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

• Наименьшей единицей эволюции является популяция.

• Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

• Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций.

• Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»).

• Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид идет путем микроэволюции. Не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

• Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофилетическое происхождение. Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

Синтетическая теория эволюции вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса, накопила множество новых фактов и доказательств эволюции живых организмов, объединила данные многих биологических наук. Тем не менее синтетическая теория эволюции (или неодарвинизм) находится в русле тех идей и направлений, которые были заложены Ч. Дарвином.

Вот эти представления, которые сложились в рамках синтетической теории эволюции, пролили свет на многочисленные связи между видами. До синтетической теории эволюции считалось, что виды в определенные периоды своей эволюции могут находится в состоянии относительного покоя. Если они хорошо приспособлены к окружающей среде, они подвергаются воздействию только стабилизирующего отбора, чтоб он сохранил адаптивные характеристики, а отнюдь не менял их. Сегодня биология считает, что ни один вид не может ослабить адаптационные усилия, потому что не существует стабильной экологии. Улучшение адаптивной ценности одного вида немедленно меняет положение других видов, эволюционные изменения одного вида вызывают эволюционные изменения во всей биосфере. Вспомяните известную сказу Льюиса Кэрролла «Алиса в Стране чудес», там королева червей, отвечая на вопрос, почему вы все время бежите, говорит, весь этот бег и все движение имеют одну цель – остаться на месте, которое ты занимал прежде. Вот для того, чтобы природа представала перед нами в неизменных формах отдельных видов, требуется постоянный бег и движение. Любой эволюционный акт, н-р, захват новых территорий обитания, может произойти только за пределами области, где существует стабильность, т.е. за пределами биосферы Земли. Генетическая система любого земного вида использует незначительную часть резервов изменчивости, копившихся у нее миллионы лет, основная их часть ждет своего часа. Благодаря этому каждый из прогрессирующих видов в живой природе находится в постоянной готовности к встрече с новыми условиями среды. И для приспособления к необычным условиям нет никакой необходимости в новых изменениях, резерв изменчивости у всех видов живого колоссален, это относится и к виду Homo sapiens. Поэтому сегодня, разрабатываемую на основе научной картины, картину развития живой природы считают возможным соединить с данными разных наук, есть елея и попытаться соединить дарвиновские представления с теологией.

Одной из характерных реализаций возможного соединения науки с религиозным видением мира в рамках христианской теологии называют, так называемый, теистический эволюционизм. Представители этого направления считают, что универсум имеет историю, жизнь появилась приблизительно 3 млрд лет назад. Сторонники теистического эволюционизма признают основные характеристики и закономерности эволюционного процесса такие, как значение мутационной изменчивости, роль естественного отбора и ключевую идею, что сложные организмы формируются на основании более простых, даже допускает мысль о естественной эволюции человека от животных предков в телесном отношении, хотя настаивают на сверхъестественном характере духовной эволюции.

Теистический эволюционизм развивается сегодня очень интенсивно, это тоже одно из антидарвиновских учений, и оно отрицает возможность допущения фундаментальной роли случайностей в развитии универсума. В эволюционно-биологических конструкциях как ни в каких других отраслях биологии философско-методологические установки теснейшим образом переплетены с теоретическими постулатами. Именно тогда, когда мы говорим об антидарвиновских концепциях в варианте катастрофизма или теистического эволюционизма важно подчеркнуть, что в таких построениях решение специальных эволюционных проблем выводится из общефилософских положений. Фактически развитии биологических знаний в области эволюции предусматривает очень сложное переплетение фактуального материала с мировоззренческими построениями. Поскольку, в течение последних 20-30 лет основным источником для возникновения эволюционных гипотез стали такие естественнонаучные дисциплины как молекулярная генетика, биохимия, палеонтология изменился фундаментальный, фактуальный базис, на котором происходит построение эволюционизма. И это потребовало привлечение познавательных средств, которые связаны с мировоззренческими постулатами из других направлений из философии, часто из теологии. Поэтому такое привлечение приводит и к тому, что в качестве дополнительных средств познания применяется сверка биологической теории с междисциплинарными обобщениями, типа принципов самоорганизации, принципов синергетики и возникают совершенно специфичные построения.

Глобальный эволюционизм – это попытка физикалистсткими и математическими средствами описать развитие Вселенной как целостной многоуровневой системы и создать формализованные модели ряда ключевых моментов эволюции. Сторонники глобального эволюционизма предполагают, что ученые могут реконструировать процесс развития Вселенной от ее появления до образования современной человеческой цивилизации и связывают в единый процесс космогенез, геогенез, биогенез и антропосоциогенез. Проект глобального эволюционизма может быть осуществлен только при взаимодействии различных областей научного знания на базе интеграционных процессов. Отмечалось, что особенность современного естествознания именно в процессах интеграции. Цель глобального эволюционизма создать такую теорию, которая бы различные концептуальные системы знаний. Основные принципы глобального эволюционизма ориентируют на рассмотрение Вселенной во взаимосвязи всех ее составляющих. Эволюция Вселенной трактуется как рост разнообразия форм материальной организации, ограничиваемый тенденцией к их единству и кооперативности. Однако, интеграционные процессы связаны с определенными трудностями, так процессы самоорганизации живых организмов связаны с качественными изменениями, усложнением структуры, поэтому данную модель трудно применить к процессам неорганической природы. Из процесса интеграции выпадают такие науки как н-р, механика или неорганическая химия. Наличие таки нестыковок ставит под сомнение саму возможность сформулировать некий общий закон развития. Кроме того, глобальный эволюционизм ставит проблему будущего Вселенной, в классической науке ее не существовало, считалось, что вселенная бесконечна. А глобальный эволюционизм оставляет открытым вопрос о будущем, в том числе, о роли человечества в судьбе Вселенной.

Внутри глобального эволюционизма существуют две точки зрения: первая – фаталистическая, согласно которой Вселенная представляет собой пространство, в котором разворачиваются эволюционные процессы и человеческое существование также обусловлено этими процессами, поэтому человечество не может влиять на судьбу Вселенной, не может предотвратить собственную гибель, все, что возникает должно сойти со сцены эволюции. Вторая точка зрения – волюнтаристская, которая представляет человеку возможность влиять на процессы эволюции Вселенной, это становится возможным, когда законы развития связаны с разумом, когда от человеческой деятельности зависит, будет ли Вселенная существовать или исчезнет.

Финалистические концепции оформляются в биологии, физики, химии, они часто формулируются как представления о том, что Вселенная должна исчезнуть. Концепция вечно развивающейся Вселенной разрабатывается, н-р, в русском космизме в учениях Циолковского, Чижевского, Вернадского. В процессе своей естественной эволюции Вселенная обретает способность с помощью человека не просто познать себя, но и направить свое развитие так, чтобы компенсировать или ослабить дестабилизирующие факторы. Но на данном этапе развития Вселенной, согласно концепции глобального эволюционизма, главным из дестабилизирующих факторов является социум. Возросшее могущество человека не позволяет рассматривать его в качестве независимой системы, вся история которой развивается на некоем фоне, называемым окружающей средой. Цели общественного развития должны быть связаны согласно концепции глобального эволюционизма, с обеспечением коэволюции, т.е. совместного развития человека и биосфер. Поскольку, если нагрузка на биосферу будет возрастать, она сделает непригодной для обитания самого человека. Для достижения этой цели согласно сторонникам глобального эволюционизма, человечеству следует избегать любых бифуркаций, пока человечество находится внутри некоего канала, берега которого ограничивают множество возможных вариантов дальнейшей эволюции, пока мы можем предвидеть последствия своих действий, но, если эволюция выйдет на пересечение ряда каналов в точку бифуркации, где выбор дальнейшего направления станет случайным, такое управление станет невозможным.

Сторонники глобального эволюционизма призывают человечество сознательно держаться своего канала и поскольку, сегодня мы обладаем за счет науки и технологий огромными возможностями разрушить берега своего канала, без этого длительное совместное развитие человека и биосферы останется благим намерением. Избежать бифуркационных состояний, ужиться с природой возможно на пути сознательного усложнения, совершенствование искусственного, распространение таких технологий, которые максимально полно будут учитывать природные закономерности. Примером таких технологий может служить агроэкология, переход к агросистемам, которые отличаются большим разнообразием видов, сопсобностью к самозащите, не требующим для своего поддержания огромных дох ядохимикатов, дающих возможность обойтись без неумеренного орошения и глубокой механической обработки почвы, такая технология позволила бы отказаться от многого, что делает современное сельское хозяйство в его нынешних масштабах, несовместимых с естественной составляющей биосферы. Т.е. развитие с позиции глобального эволюционизма выглядит как совместное усложнение природного и социального. Глобальный эволюционизм являясь одним из определяющих факторов современной культуры развивается по двум направлениям: по интенсивному и экстенсивному. Сущность интенсивного направления состоит в развитии и совершенствовании эволюционных идей, в превращении их в систему взглядов о причинах эволюции, ее источниках, движущих силах, создание различных концепций эволюционного процесса. Сущность второго, экстенсивного направления развития глобального эволюционизма состоит в осознании многих направлений реальности как поставленных в исторический эволюционный контекст. Это приводит к раскрытию причин саморазвития объектов на основе учета противоречивости реального мира. Глобальный эволюционизм говорит, не только универсум, а сам жизнь человек как часть космоса — это тоже процессы, тоже эволюция и их нужно понять, хотя это сложно. В обыденной жизни у человека не слишком часто возникает желание рассуждать об этих проблемах, потому что осознание относительной ценности собственного бытия не на фоне человеческой истории, а на фоне неимоверных масштабов космической эволюции приводит к ощущению трагичности и кажущейся бессмысленности индивидуального существования.

Я говорю это для того, чтобы показать, как сильно связано отношение к собственному я и эволюции. Очевидно, что мироощущение человека, воспринимающего жизнь, в том числе, собственную как протяженный во времени фрагмент единого общемирового эволюционного процесса будет отличаться от мироощущения человека, описание мира которого ограничено реалиями, связанными с сиюминутными потребностями. Люди прошлого действительно видели мир другими глазами, потому что они не догадывались, какие механизмы действуют в прошлом и не могли предположить, каким будет будущее. Изучение эволюции Вселенной и биосферы важно не только для познания этапов изменений неживого и живого, это попытка заглянуть вперед, охватить единым взглядом жизнь как таковую и приблизиться к новым ответам на вопрос «Что я?», «Что такое жизнь?». «Что будет с человечеством?».

1 Фронтиспис – рисунок перед первой страницей книги или вверху страницы перед началом текста.

2 Эпистемология – теория познания