Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

265

Синергетические представления о сложных механизмах процессов мышления подтверждают расширение числа подходов к решению жизненных проблем человека, которые «перебираются» в мозгу перед их принятием. Как сказал российской писатель В.В. Конецкий, «настоящий командир, беря на себя всю ответственность, не принимает окончательного решения до самого последнего момента».

В заключение приведем еще один пример отличия компьютерной памяти от человеческой. Компьютер помнит информацию в виде дискретной цифровой последовательности. Человек же запоминает информацию по смыслу, причем смысл подразумевает динамическое взаимодействие между мозгом человека и информацией. Это процесс, несводимый к количеству информации. Получается, что мозг человека работает не с информацией в компьютерном понимании этого слова, а со смыслом или значением, а значение — это исторически формируемое понятие, оно находит выражение в процессе взаимодействия человека с природной и социальной средой. Компьютер же просто (и быстро) перебирает всевозможные логические варианты, но не понимает и не оценивает их по смыслу. Иначе не было бы, например, таких «перлов» машинного перевода библейского изречения «The spirit is sound but the is weak» (плоть немощна, но дух бодр), как «водка крепкая, но мясо размокло»!

449

Таким образом, «компьютерное мышление» отличается от процессов в мозгу человека. Эти процессы значительно сложнее, и природа человеческого мышления до сих пор не раскрыта. Хотя возможности логического сверхбыстрого перебора шахматных комбинаций позволили компьютеру «Deep Blue» обыграть одного из чемпионов мира по шахматам Г. Каспарова.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие физические поля могут существовать в живом организме?

2.В чем сущность возникновения ЭМП в организме человека?

3.Что такое биопотенциал? Почему он образуется в клетках и тканях организма?

4.Почему живой организм ощущает ЭМП, а ионизирующее излучение — нет?

5.Назовите источники электромагнитных инфраволн.

6.Опишите действие внешних физических полей на человека.

7.В чем смысл взаимодействия внутренних и внешних физических полей для организма человека?

8.Как проходит нервный импульс по нейронам?

9.Что является физической основой памяти?

10.Чем отличаются память человека и память животных?

11.Какие физические методы можно применять для лечения человека?

12.В чем разница между мозгом человека и компьютером?

ЛИТЕРАТУРА

22, 25, 60, 82, 83, 105, 120, 123, 143, 146, 147, 155.

Глава 16ю ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОСФЕРЫ И ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Самое плохое в жизни - то, что она проходит.

Эмиль Кроткий

Про зыбкий образ мира вопрошаешь - Узнать ты слишком много замышляешь, Из бездны океана он возник И в бездну канет вновь, ужель не знаешь.

Омар Хайям

16.1. Структурная организованность биосферы

Существование всех живых организмов на Земле неразрывно связано с окружающей средой. Растения и животные находятся

450

не только в тесной зависимости от неживой природы и от других организмов, испытывая их воздействие и приспосабливаясь к ним, но и, потребляя разнообразные продукты окружающей среды, сами преобразуют природу. Потребляемые вещества, необходимые для жизни, называются биогенами. К ним относятся химические вещества, абсолютно необходимые для существования живых организмов и входящие в их состав (молекулы кислорода, азота, углерода и т.д.); вещества, возникшие в результате разложения остатков организмов, но еще не полностью минерализованные; вещества, образуемые растениями (например, лук, чеснок, хрен, так называемые фитонициды) и

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

266

животными организмами и связанные с их жизнедеятельностью, а также вещества, которые оказывают стимулирующее действие на организмы (биогенные стимуляторы). К абиотическим компонентам окружающей среды, необходимым для существования живой природы, относятся атмосфера, почва, вода, солнечная энергия, воздействие радиации, электромагнитных и тепловых полей, т.е. такие условия воздействия окружающей среды, в которых живые организмы возникли и могут существовать.

16.1.1.Биоценозы

Впроцессе исторического развития и естественного отбора под влиянием конкретных природных факторов сложились различные группы организмов — сообщества, взаимодействующие со своей средой обитания и находящиеся в органическом единстве, образуя целостную динамическую систему. Такие сообщества организмов получили название биоценозов. Таким образом,

биоценоз — это такая совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих участки суши или водоемов с более или менее однородными условиями существования, характеризующихся определенными взаимосвязями между собой, которую можно рассматривать как элементарную экологическую нишу.

Биоценоз представляет собой целостную, с сильной связью между внутренними элементами, но открытую систему, находящуюся в условиях вдали от равновесия. На такую неустойчивую и самоорганизующуюся систему существенно влияют слабые воздействия, которые могут создавать в ней согласованное, кооперативное поведение подсистем различных типов — отдельных особей, видов, популяций. В результате согласованного взаимодействия подсистем происходят процессы упорядочения и возникновения из хаоса определенных структур, их изменение и

451

усложнение. Как следует из синергетического метода изучения сложных самоорганизующихся систем, чем больше отклонение от равновесия, тем выше взаимосвязь и единство процессов, протекающих в отдаленных областях и не связанных друг с другом.

Наличие неустойчивостей увеличивает роль внешних воздействий, и даже очень малое воздействие может привести к значительным последствиям. Наглядный, хотя и несколько необычный пример такого слабого воздействия неустойчивости, возникшей при изменении начальных условий, приводит в своей книге «Колебания и волны для гуманитариев», написанной в классическом научно-популярном жанре, академик Д.И. Трубецков, описывая ситуацию из фантастического рассказа Брэдбери «И грянул гром»:

«...некая фирма организует сафари в прошлом. Там проложена тропа, с которой нельзя сходить, чтобы не изменить условий в прошлом, которые являются начальными для настоящего. Однако один из охотников по трусости сходит с тропы и нечаянно раздавливает маленькую желтую бабочку. Начальные условия изменились Экспедиция возвращается в настоящее, и ее члены видят, что изменился алфавит, избран другой президент, более того, у людей изменился цвет лица, разрез глаз, т.е. произошли изменения на генетическом уровне. Малое изменение начальных условий (раздавлена бабочка) привело к серьезным изменениям за конечное время» [22].

В связи с этими «путешествиями» во времени можно еще раз заметить, что в рамках синергетики имеются представления [68, 69] о том, что будущее состояние системы (среды) формирует и изменяет и ее настоящее. Будущее, по терминологии СП. Курдюмова и E.H. Князевой, «временит» настоящее, организует его. Об этом говорил еще немецкий математик Г. Лейбниц (1646—1716): «Настоящее чревато будущим, иначе говоря, всякая субстанция должна в своем настоящем выражать все свои будущие состояния». Если мы знаем (или предполагаем), к чему придет система в будущем, то в настоящем должны быть ростки или условия этого будущего. В этом также проявляется целевая функция живого и его память — факторы, которые не учитывала классическая физика.

16.1.2. Геоценозы и биогеоценозы. Экосистемы

Можно выделить также отдельно участки земной поверхности с определенными природно-климатическими условиями, которые будут характеризовать географическую среду обитания живых организмов. Они называются геоценозами. Геоценозы как и

452

биоценозы, входят в качестве составных частей в более сложную, но также целостную

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

267

систему, которую наш соотечественник академик В.Н. Сукачев (1880—1967) назвал биогеоценозом. Примерами биогеоценозов являются водоемы (океаны, моря, реки, озера) и лесные массивы со всеми их обитателями. По классификации уровней организации живого биогеоценоз является элементарной единицей биогеоценотического уровня организации жизни на Земле, а составной частью биоценоза как раз и будет популяция. В естественных условиях наблюдается закономерная последовательность преобразований биоценозов с переходом в новое устойчивое состояние, которое можно рассматривать как своеобразный фазовый неравновесный физический переход в результате эволюции.

Примерами являются превращения озер в болота, смена форм растительности и т.д. Поскольку понятие биогеоценоза имеет, как мы видим, широкий смысл, иногда его называют экологической системой (экосистемой). Термин экология был введен немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г. и означал взаимоотношения между сообществами животных и растений. Сейчас круг вопросов, относящихся к проблемам экологии, значительно расширился, вплоть до представлений концепции устойчивого развития биосферы, ее коэволюции с человеком и вообще возможности существования жизни на Земле в условиях интенсивного роста техносферы.

Таким образом, экосистема — это взаимообусловленный комплекс живых и абиогенных компонентов, связанных между собой обменом вещества и энергии, продукт совместного развития многих живых организмов, в ходе которого они не только приспособились друг к другу, но и изменились в результате эволюции. Каждая экосистема содержит и сложные, и простые компоненты, поэтому низшие организмы являются составной ее частью. Выпадение одного или нескольких компонентов (вспомним бабочку Брэдбери!) может привести к потере целостности или даже гибели определенного биогеоценоза.

16.1.3.Понятие биосферы

Всовременном естествознании проблемы жизни в целом на Земле объединяются общим понятием биосферы. Этот термин, выведенный в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом (1831— 1914), первоначально означал совокупность всех живых организмов на нашей планете. Однако в дальнейшем выяснилось, что

453

биосфера представляет собой единство объектов живой и неживой природы, вовлеченных в сферу жизни. Два основных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания — непрерывно взаимодействуют и влияют друг на друга. Как мы рассматривали в гл. 14, воздействие биотических (живых) факторов на абиогенные условия в значительной мере изменяет физическое, химическое и геологическое состояния нашей планеты. Именно поэтому биосферу нельзя рассматривать отдельно от неживой природы, а только в единой совокупности со средой обитания живых организмов — гидросферой, атмосферой и верхней частью литосферы, которые обеспечивают их необходимыми компонентами жизни — водой, кислородом, минеральными веществами и микроорганизмами. Можно даже сказать, что окружающая среда выступает неким регулятором жизненных процессов, причем не только в поставке необходимых веществ и контактном взаимодействии, но и во влиянии совокупности полей различной природы, обладающих энергетическими и информационными характеристиками.

Таким образом, биосфера — это вся совокупность связанных между собой биологическим круговоротом веществ и энергий биогеоценозов на поверхности Земли. С этим круговоротом связана миграция атомов химических элементов — их биогеохимические циклы, в ходе которых атомы большинства химических элементов проходят бесчисленное число раз через живое вещество. Так, например, весь кислород атмосферы совершает кругооборот в природе через живое вещество за 2000 лет, углекислый газ — за 200—300 лет, а вся вода биосферы за 2 млн лет. Разные организмы в разной степени способны аккумулировать из среды обитания различные элементы: содержание углерода в растениях в 200 раз, азота — в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Состав, структура и энергетика биосферы определяются совокупной деятельностью живых организмов. В различных природных условиях биосфера принимает вид относительно независимых комплексов — биогеоценозов. Биосфера распространена неравномерно по земной поверхности, верхняя ее граница — 25—30 км, нижняя (в земной коре) — до 2—3 км, в воде — до 3—10 км.

Океан занимает около 71% земной поверхности Земли, но его биомасса составляет

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.