Содержание
Введение
1. Определение «системы» и «системного подхода»
1.1 Общее представление о системах и системном подходе
1.2 Возникновение систем
2. Системное представление о мире
3. Системность живой природы
3.1 Общность и отличия природных и искусственных систем
3.2 Биологические явления. Формы и уровни жизни
3.3 Специфика феномена жизни
4. Рациональное использование природных ресурсов и охрана биосферы
Заключение
Список использованных источников
Введение
В наше время происходит невиданный прогресс знания, который, с одной стороны, привел к открытию и накоплению множества новых фактов, сведений из различных областей жизни, и тем самым поставил человечество перед необходимостью их систематизации, отыскания общего в частном, постоянного в изменяющемся. С другой стороны, рост знания порождает трудности его освоения, обнаруживает неэффективность ряда методов используемых в науке и практике. Кроме того, проникновение в глубины Вселенной и субатомный мир, качественно отличный от мира соизмеримого с уже устоявшимися понятиями и представлениями, вызвало в сознании отдельных ученых сомнение во всеобщей фундаментальности законов существования и развития материи. Наконец, сам процесс познания, все более приобретающий форму преобразующей деятельности, обостряет вопрос о роли человека как субъекта в развитии природы, о сущности взаимодействия человека и природы, и в связи с этим, о выработке нового понимания законов развития природы и их действия.
Дело в том, что преобразующая деятельность человека изменяет условия развития естественных систем, и тем самым способствует возникновению новых законов, тенденций движения.
В ряду исследований в области методологии особое место занимает системный подход и в целом «системное движение». Само системное движение дифференцировалось, разделялось на различные направления: общая теория систем, системный подход, системный анализ, философское осмысление системности мира и природы в частности.
Как и все в природе, живые организмы состоят из молекул и атомов. Существует предел, после которого теряют силу имеющиеся системообразующие факторы и неживое переходит в разряд живого. Так, например, молекула состоящая из 5000000 атомов представляет собой вирус табачной мозаики - самое малое известное живое образование, способное к самостоятельному существованию.
В целом вопрос о системности живой природы не вызывает сомнений. Более того, именно изучение живых материальных образований в значительной мере способствовало формированию системных представлений о мире.
Живая природа, представляет собой систему систем, причем она дает удивительные примеры разнообразия систем, которые нередко оказываются объединением элементов различных уровней.
Цель: исследовать живую природу на объект системности.
Задачи:
- Осуществить анализ литературы по проблеме системности живой природы.
- Изучить понятие системы в живой природе.
1. Определение «системы» и «системного подхода»
1.1 Общее представление о системах и системном подходе
Существенное место в современной науке занимает системный подход к исследованию.
Этот подход и стар и нов. Он достаточно стар, поскольку такие его формы и составляющие, как подход к объектам под углом зрения взаимодействия части и целого, становления единства и целостности, рассмотрения системы как закона структуры данной совокупности компонентов существовали, что называется от века, но они были разрозненны. Специальная разработка системного подхода, инициированная австрийским биологом Л. Фон Берталанфи, началась с середины ХХ века с переходом к изучению и использованию на практике сложных многокомпонентных систем.
Системный подход - это способ теоретического представления и воспроизведения объектов как систем. В центре внимания при системном подходе находится изучение не элементов как таковых, а прежде всего структуры объекта и места элементов в ней.
Так вот, в «Трактате о системах» французский философ Этьен Бонно де Кондильяк обсуждал проблему системности знания и показал, что знание всегда образует систему. Мы не можем указать на какое-то знание и сказать: вот оно, вот его границы; мы не можем трактовать его как вещь. И следовательно, он утверждал в этом трактате, что знания суть не вещи, а системы. Если нам кажется, что мы сталкиваемся с каким-то определенным знанием, как бы одиночным, отдельным, вырванным из контекста, то это ошибочное представление, потому что реально в каждом таком случае нам приходится восстанавливать его многочисленные связи с другими знаниями.
Вообще первоначально, когда говорили о системах, то никогда не говорили о вещах или объектах, а говорили только о знаниях.
наука техника системный подход
Позже, скажем, когда швейцарский физик и математик Даниил Бернулли рассматривал определенное количество газа под поршнем как множество частичек, он никогда не рассматривал такую совокупность как систему, потому что не было понятия связи. Множество не есть система. И механика того времени была механикой точки - кинематикой точки, динамикой точки. Правда, позднее, где-то на рубеже XVIII-XIX веков, в механике перешли к обсуждению систем точек, заимствовав это понятие у Этьена Бонно де Кондильяка. Начали представление о системах знаний переносить на объекты.
Известно, что человек осваивает мир различными способами, Прежде всего он осваивает его чувственно, т.е. непосредственно воспринимая его через органы чувств. Характер такого познания, заключающийся в памяти и определяемый эмоциональным состоянием субъекта, является нам как целостным так и дробным - представляющим картину целиком или дробно, выделяя какие либо моменты. На основе эмоциональных состояний в человеке складывается представление об окружающем мире. Но чувственное восприятие есть свойство так же всех животных, а не только человека. Спецификой человека является более высокая ступень познания - рациональное познание, позволяющее обнаруживать и закреплять в памяти законы движения материи.
Рациональное познание системно. Оно состоит из последовательных мыслительных операций и формирует мыслительную систему, более или менее адекватную системе объективной реальности. Системна и практическая деятельность человека, причем уровень системности практики повышается с ростом знания и накопления опыта. Системность различных видов отражения и преобразования действительности человеком есть в конечном счете проявление всеобщей системности материи и ее свойств.
Системное познание и преобразование мира предполагает:
- рассмотрение объекта деятельности (теоретической и практической) как системы, то есть как ограниченного множества взаимодействующих элементов.
- определение состава, структуры и организации элементов и частей системы, обнаружения главных связей между ними.
- выявление внешних связей системы, выделения из них главных.
- определение функции системы и ее роли среди других систем.
- анализ диалектики структуры и функции системы.
- обнаружение на этой основе закономерностей и тенденций развития системы.
Познание мира, а “научное познание” в частности, не может осуществляться хаотически, беспорядочно; оно имеет определенную систему и подчиняется определенным закономерностям. Эти закономерности познания определяются закономерностями развития и функционирования объективного мира.
С современной точки зрения системы классифицируются на:
- целостные (в которых связи между составляющими элементами прочнее, чем связи элементов со средой);
- суммативные (в которых связи между элементами одного и того же порядка, что и связи элементов со средой;
- органические и механические;
динамические и статические;
- «открытые» и «закрытые»;
- «самоорганизующиеся» и «неорганизованные».
Отсюда может возникнуть вопрос о неорганизованных системах, например - куча камней, правильнее сказать – совокупностях. Они являются системами, и этому можно привести доказательства исходя из следующих посылок:
- неорганизованные совокупности состоят из элементов;
- эти элементы определенным образом между собой связаны;
- эта связь объединяет элементы в совокупность определенной формы (куча, толпа и т.п.);
- поскольку в такой совокупности существует связь между элементами, значит неизбежно проявление определенных закономерностей и, следовательно, наличие временного или пространственного порядка. Таким образом все совокупности являются системами, более того материя вообще проявляется в форме «систем» то есть система есть форма существования материи[1].
1.2 Возникновение систем
С материалистической точки зрения существующий мир в целом не возникает и не исчезает, он существует вечно, представляя собой взаимосвязь, взаимодействие конкретных материальных систем. Возникновение - есть одна из форм движения материи. Это понятие отражает процессы присущие всем конкретным явлениям органической и неорганической природы, общества и мышления. Эта универсальность дает полное право считать “»возникновение» философской категорией.
Возникновение невозможно без разрушения. Эти два процесса органически связаны друг с другом и не имеют преимущества друг перед другом.
Причины возникновения как и причины разрушения кроются в вечном взаимодействии взаимосвязанных противоречивых сторон, явлений, процессов. Существует представление о возникновении как акте слияния, соединения двух и более качеств в одно, или разделения одного качества на два (или более) новых. Кроме того образование системы может происходить путем обмена элементов, но это не третий путь, а сочетание соединения и разъединения взаимодействующих объектов.
Возникновение системы есть одновременно и возникновение новой формы движения или нового вида определенной формы движения и связано с тем, что прежняя форма движения исчерпала себя. Это выражается в том, что любая дальнейшая организационная перестройка элементов системы в рамках данной формы движения ведет не к укреплению и совершенствованию этой системы, а к ее преобразованию.
Система считается возникшей, когда между элементарными носителями новой формы движения образуется взаимосвязь, однако в начале связь носит неустойчивый характер, т.е. новая система находится на грани перехода из возможности в действительность. Иначе говоря, новое качество должно еще утвердиться, проявиться, обрести устойчивость, т.е. новая система, возникнув, должна стать.
Из природных примеров можно сделать вывод о непрерывном возникновении нового, но не каждое возникшее оказывается соответствующим внешним условиям[1].
2. Системное представление о мире
Сегодня специальные науки убедительно доказывают системность познаваемых ими частей мира. Вселенная предстает перед нами как система систем. Конечно понятие «система» как бы подчеркивает ограниченность, конечность и можно прийти к выводу, что поскольку Вселенная это «система», то она имеет границу, т.е. конечна. Но с диалектической точки зрения как бы ни представлять себе самую большую из систем, она всегда будет элементом другой, более обширной системы. Это справедливо и в обратном направлении, то есть Вселенная бесконечна не только «вширь», но и «вглубь».
До сих пор все имеющиеся в распоряжении науки факты свидетельствуют о системной организации материи.
Согласно современным физическим представлениям, неорганическая природа в общем виде делится на две системы - поле и вещество. Материальная сущность физического поля в настоящее время еще четко не определена, но что бы из себя не представляло поле, общепризнанно, что оно проявляется в различных сосуществующих, взаимодействующих и взаимопроникающих видах. Физическое поле, как обобщающее понятие, включает в себя физический «вакуум», электронно-позитронное, мезонное, ядерное, электромагнитное, гравитационное и другие поля. Иначе говоря, представляет собой систему конкретных материальных полей.
Каждое конкретное поле в свою очередь тоже системно. Но сейчас нельзя с уверенностью сказать о том, что является элементом конкретного поля. Очевидно, каждое конкретное поле имеет свои определенные уровни, иначе говоря, оно как система развивается, например, от “вакуума” до четко выраженного квантового состояния. Сам же квант поля представляет собой элементарную частицу. Поэтому квант вряд ли может быть элементом конкретного поля. Скорее всего такими элементами являются узловые «точки» структуры элементарных частиц. Существуют ясные экспериментальные доказательства существования такой структуры и масса различных способов ее изучения. Но что представляет собой структура элементарной частицы, а тем более ее узловые «точки», остается пока неясным.
Если допустить мысль о частице как высшей форме развития материи поля, то естественно предположить существование определенных «кирпичиков» которые образуют такую частицу, и являются тем, из чего состоит физическое поле вообще, т.е. элементами системы физического поля. Их взаимодействие (полевая форма движения) и приводит к образованию элементарной частицы того или иного типа.
Такая идея о сложности элементарных частиц, о том, что каждая из них это система, состоящая из различного количества разнообразно взаимодействующих и по разному пространственно расположенных элементарных частиц, но тождественных по своей сущности «кирпичиков» материи, позволяет объяснить взаимопревращаемость частиц и открывает путь к проникновению вглубь материи.
Элементарная частица - это не только квант поля, но и то, что может лежать в основе качественно иной системы - вещества.
Вещество - чрезвычайно сложная, глубоко дифференцированная многоуровневая система. Если элементарная частица выступает и как элемент качественно иной, вещественной системы, то две и более взаимодействующие элементарные частицы представляют собой систему, которая может быть названа частичкой вещества.
Так, взаимодействие протона и электрона образует простейший атом легкого водорода, внутренне динамическую систему, элементы которой подчинены целому ряду параметров, и вследствие этого отличающиеся от свободных частиц. Атом как система развивается усложняясь по составу и структуре вплоть до такого состояния, когда начинается самопроизвольный распад атомного ядра.
Взаимодействующие атомы образуют различные системы: молекулы, макромолекулы, ионы радикалы, кристаллы.
Молекула представляет собой материальную систему, состоящую из определенным образом расположенных в пространстве и взаимосвязанных атомов одного или нескольких химических элементов. Связь атомов в молекуле прочнее связи атомов со средой, что обеспечивает целостность системы. Молекула является качественно новым материальным образованием по отношению к составляющим ее атомам. Молекулы могут быть простыми и сложными, содержащими один, два и тысячи атомов. Гигантские группы атомов образуют макромолекулы, качественно отличающиеся от других молекул.
Однако не все вещества состоят из систем типа молекул. Ряд химических соединений, например хлорид натрия (поваренная соль), не имеют молекул в обычном понимании этого слова, и являются открытыми системами в которых ионы относительно независимы друг от друга. Такой тип вещественной системы называют кристаллом. Ионами называют как отдельные заряженные атомы, так и группы химически связанных атомов с избытком или недостатком электронов. Группа атомов, переходящая без изменения из одного химического соединения в другое, определяется как радикал. Все эти группы являются системами.
Взаимодействие атомов одного типа образует химический элемент. Из химических элементов слагаются минералы, из минералов - породы, из пород - геологические формации, из геологических формаций - ряды формаций - геосферы, из геосфер - планета Земля. Каждая система, слагающая Землю, в свою очередь сложена по своей структуре. Так, например, атмосфера представляет собой систему, состоящую из пяти подсистем: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.
Земля, как планета, выступает наряду с другими планетами элементом Солнечной системы. В свою очередь, Солнечная система входит в такую грандиозную космическую систему как Галактика. Взаимодействующие галактики образуют системы галактик, входящие в Метагалактику и т.д. При этом на каждом уровне развития неживой природы, наряду с общими, имеются и свои системообразующие факторы, свои особые связи и взаимодействия. Вместе с тем, принцип организации множества в единство остается одним и тем же. Не меняется он и при переходе к системам живой природы[1].
3. Системность живой природы
3.1 Общность и отличия природных и искусственных систем
Общими признаками природных и искусственных систем являются:
- структурность;
- энергообмен;
- функциональность.
Именно в этих общих признаках содержится вся суть как единства, так и отличий между природными и искусственными системами.
В дальнейшем под термином системы живой природы я буду иметь в виду только живой мир животных (включая человека) и растительный мир.
Отличительной особенностью живых систем является их самоорганизация с обратным вектором действия - от части к целому.
С момента зарождения и на всем протяжении последующего существования живая система «заряжена» исходным количеством энергии солнца - в дальнейшем ей требуется лишь ее пополнение на «оперативные расходы» - противостояние агрессиям окружающей среды, собственное произрастание, размножение и прочее.
Начиная с клеточного уровня организованности, живая система обладает собственными механизмами энергообеспечения, и до тех пор, пока она эту способность сохраняет - она живая, а при потере этой главнейшей функции она обречена на гибель.
Любая искусственная система конструируется с заранее предусматривающей необходимостью энергообеспечения ее извне. Не создана и никогда не будет создана искусственная система, сама себя «питающая» энергией, поэтому вечный двигатель изъят из перечня тематик, достойных серьезному рассмотрению наукой.
В искусственных системах что бы вы не задумали - сконструировать новую машину или изучить принцип работы до сих пор неизвестной, построить компьютерную программу или АСУ, вы прежде всего определяетесь в проблеме зачем это необходимо, то есть цель последующих действий.
И если такая озадаченность возникает, значит вы строите искусственную систему, а не систему природную, потому что у последней нет целей, у неё есть только устремление - достичь состояние покоя (экономии работ по энергопроизводству или энергорасходы на проведение работ), то есть максимально возможной упорядоченности своей внутренней структуры путем сдвига динамической неравновесности энергии «связанная-свободная» в сторону безусловного превалирования связанной над свободной: связанная энергия - суть упорядоченности, энтропии, свободная энергия - хаос - негэнтропия. Например, ядро любого атома - энтропийно, его электронное облако (за исключением немногочисленных инертных элементов таблицы системы Менделеева) - негэнтропийно, хаотично, отдельные его электроны (особенно из внешней орбиты) в любом удобном случае стремятся образовать совместную орбиту с электронными орбитами другого атома, то есть осуществить действие, в данном случае - образовать молекулу.
Энтропия - самодостаточная устроенность, ни к чему не стремящаяся, покой.
Негэнтропия - движение к упорядочиванию, к организации системы, которую мы, люди, определяем термином «работа».
Категорически различаются живые и искусственные системы по признакам структурности, иерархичности, взаимоотношения с внешней средой, динамичности.
Структура живой системы характерна тем, что упорядоченность её элементов строится как в горизонтальном (построение элементов во взаимосвязь себе подобных), так и в вертикальном (вхождение горизонтальной совокупности элементов в качестве целостности в структуру системы более сложной организации) измерениях, в любой же искусственной системе порядок элементов строится преимущественно в вертикальны структуры.
В качестве иллюстрации давайте возьмем велосипед - в качестве примера системы искусственной и структуру системы гемостаза организма человека.
В велосипеде имеется внешний источник энергии (седок), средства её передачи (педали, цепь и её зубчатые передатчики) на элементы передвижения (колёса), средство управления (руль). Работа системы абсолютно зависит от седока и его умения управлять ею. Все элементы структуры такой системы жестко взаимосвязаны - полом хоть бы одного зубца зубчатой передачи энергии приведёт к потере функциональности системы, её нивелированию.
В живой системе энергетическим источником является сама система: начиная с клеточного уровня организации каждый элемент несёт в себе предприятие «энергопроизводства», их соединение в целостности зависит не только (и не столько) от их структурной, но и от уровня энергетической разностей или общностей, поэтому предыдущие - электронно-атомарный, молекулярный, субклеточный являются для таких систем «подсистемами». Из этого вытекает разность понятий иерархии в живых и искусственных системах.
В искусственных системах в термине «иерархия» понимают командное положение вышестоящей над нижестоящей системой; в живых системах горизонтальная совокупность элементов включается в вертикаль более сложной структурируемости с сохранением автономности качеств, приобретенных вследствие упорядоченности в ходе горизонтального структурообразования. В качестве примера можно привести атом водорода, который обладает всего одним, весьма неспокойно устроенным электроном, поэтому устремлен на энергетическое «успокоение» - охотно стимулирует образование своим электроном общей орбиты с другим атомом водорода (и образовать молекулу водорода), тем самым снимая с него излишнее количество «неуправляемости» и своей негэнтропии. Но его электрон далеко не со всяким себе подобным вступит во взаимосвязь, только с тем, у которого спин (направление движения вокруг собственной оси) отличен от его собственного, остальных «претендентов на руку и сердце» он отвергнет. Следовательно, уже на этом уровне взаимодействия материальных частиц имеются принципы системного структурообразования, и с этим багажом уже молекула водорода подключается к построению более высоких вертикальных структур - органических макромолекул, то есть вступает в подчинение, но сохраняет несколько урезанную, но основную часть автономности.
Таким образом, термин иерархия имеет разную сущность в живых и в искусственных системах: в первом случае элемент (или совокупность элементов), вступая в «подчинение» системе более высокоорганизованной, сохраняет основную совокупность своих индивидуальных (или совокупных) свойств и конечный результат такой иерархической цепочки в равной степени зависит как от «подчинённого», так и от «командного» звеньев, здесь нет разделения на «начальник-подчинёный», а есть органическая многокомпонентная структурированная целостность.
Во всех вариантах искусственных систем иерархия воспринимается как вариант «начальник-подчинёный» - начальник выдаёт команду, подчиненный выполняет - только в такой «иерархии» искусственная система сохраняет единство структуры, энергообмена и функции. Если хотя бы одно из многочисленных звеньев такой системы «заартачится» и откажется выполнять команду вышестоящего вся система распадётся на составляющие (отсюда бытовая поговорка-заклинание: «я начальник - ты дурак, ты начальник - я дурак»).
Поэтому системная идеология «идти не от части к целому, а от целого к части» верна только по отношению к идеологии систем искусственных.
Категорически отличаются сущностью своей и понятия «внешнее», «внутреннее», в их применении к системам искусственным и живым.
В искусственных системах преодоление препятствий со стороны внешней среды закладывается в основы их конструирования, так как действуя, система вызывает естественное противодействие со стороны объекта действия. Так, чтобы тот же велосипедист успешно преодолевал пространство, он кроме вышеописанных элементов конструкции, предусматривает так же шарикоподшипники (для преодоления моментов инерционной устойчивости), регулярную масляную смазку трущихся поверхностей (с той же целью), надувные резиновые (а не деревянные или чугунные) колёса и др. Это что относится к категории технических искусственных систем.
В чисто интеллектуальных искусственных системах тоже имеется свое, специфическое «внешнее»: их оправданность возможностью практической реализации через технические или интеллектуально-технические системы. Например, наиболее авторитетной технологией создания общей теории систем до сих пор являются технологии математической физики: использованием её как инструмента универсального языка математики, искатели ищут обобщающие признаки систем как объекта поиска, предварительной классификации, последующей дифференциации подходов к их распознаванию: пытаются создать общее. Все попытки использования линейных математических моделей успехом не закончились, встала проблема создания нелинейных моделей, что обусловило отпочкование от теории систем новой науки синергетики - «теории самоорганизации». Безусловно, этот вариант теории систем более близок к сути живых систем, но поскольку она развивается всё без той же предварительной классификации систем и с попытками решения всех проблем всё тем же аппаратом математической (хоть бы и нелинейной) физики, осмеливаюсь уверить: ничего полезного из этого не получится, придётся отделить от этой, относительно новой науки, новую, под новым названием (например, синергетика), которая в свою очередь приведёт исследователей к тому же результату и так до бесконечности.
В конечном счете у искусственных систем происходит противостояние с внешней средой, в котором система либо стабилизирует свою функцию (как тот же велосипед), либо встраивается в неё с эффектом повышения своей функциональной эффективности (как в лазере). Но всегда это отдельные объекты - система и её окружение.
Живые системы в процессе функционирования сами создают «окружающую среду», которая вовлекается как элемент в процесс функционирования самой системы, зачастую изменяя её функционирование с одной на противоположную направленность. Так, система гемостаза обеспечивает сохранение крови в жидком состоянии при нормальных условиях существования организма, но допускает коагуляцию её при возникновении опасности кровопотери в случае повреждения кровеносных сосудов. Но в процессе выполнения этой функции, система порождает «внешние» факторы его торможения (образование комплексов гепарина с основными факторами коагуляции, образование продуктов деградации, стимуляции фибринолиза, изменение кислотно-щелочного, термодинамических параметров). По мере распространения процесса момент функционального возбуждения системы распространяется как по горизонталям, так и по её вертикали, в ходе чего происходят сложнейшие переустройства самой системы - нарастание явлений негэнтропии, где коренным образом изменяются такие понятия как прямая и обратная связь, разрываются обычные и образуются новые связи между элементами.
Порождая элементы «внешнего» и включая эти элементы в состав собственной структуры, живые системы категорически изменяются и относительно способности восприятия регуляторных сигналов, перестают их «чувствовать», избыточно автономизируются: регуляторные сигналы, адекватные в начале исполнения функции системой, превращаются в простые шумы (если не хуже) в разгар их функции.
В свете сказанного высвечиваются и коренные различия в понятиях динамика, динамичность систем. В искусственных мы наблюдаем последовательное прохождение момента возбуждения к конечному результату через совокупность элементов по их организованной структуре. В живых системах наблюдается последовательность вовлечения в момент возбуждения их как горизонтальных, так и вертикальных структур в зависимости от интенсификации причины возбуждения и сопровождающих перестроек самих систем. Это процесс, действие, имеющее начало, конец, промежуточные этапы, на каждом из которых система перестраивается во многих отношениях. И процесс этот развивается не в угоду достижения кем-то поставленной Цели, а в силу своей устроенности, своих возможностей ответить на момент возбуждения и стремления к восстановлению исходного состояния покоя или относительного покоя.
Никакими, ни линейными, ни нелинейными математическими формулами описать всю совокупность пертурбаций, возникающих при возбуждении живых систем и их ответных на то внутренних перестроек невозможно, а тем более без предваряющей четкой классификации систем, без наличия объективной модели живых систем.
Человек должен определиться: чего ради он озадачился построением системы и что он хочет получить в итоге. Если человек стремится построить систему, значит он озадачен проблемой создания искусственной, разумом устроенной системы, или модели одной из систем живых.
Русский врач, экономист и философ Александр Богданов считал, что «Во всей борьбе человечества со стихиями его задача - власть над природою. Власть - отношение организатора к организуемому. Человечество шаг за шагом приобретает, завоевывает ее; это значит, оно шаг за шагом организует мир, - организует для себя, в своих интересах. Природа сопротивляется ему, стихийно, слепо, со страшною силою своей темной, хаотической, но бесчисленной и бесконечной армии элементов»
Александр Богданов в науке был тем же радикальным революционером, как и в жизни: на основе имеющихся у него весьма небогатых наблюдений над системностью устройства природы создал новую отрасль наук - тектологию. А на базе ажиотажа по поводу победы революции и якобы уже вот-вот достижимой «Мировой Революции», когда «Старый Мир» будет до основания разрушен и «Наш Новый Мир» построим, с помощью тектологии (организационной науки). Парадоксально, но разрабатываю свою «науку управления» обществом и производством, автор «учился» у природы, за устройством некоторых именно её явлений, принципов её структурообразования.
С помощью технологии конструирования Искусственных систем, где ведущим организующим фактором является цель можно построить модель живых систем для целей более глубокого познания живого, распознавания различных его функциональных состояний, возможностей корректировки некоторых "поломов" в них и так далее. Но навязать живому действия, присущие искусственным системам, невозможно, а главное – бесперспективно[2].
3.2 Биологические явления. Формы и уровни жизни
Многообразие имеющихся на Земле живых систем поразительно.
Части организмов (клетки, ткани, органы), далее сами организмы, популяции, нередко рассматриваются в виде особых, всевозрастающих в отношении сложности объектов - уровней организации.
В плане построения четкой картины многоуровневости живой природы в настоящее время наиболее адекватным представляется выделение следующих уровней:
- биосферный;
- биоценотный;
- видовой;
- организменный;
- системный;
- органный;
- тканевой;
- клеточный;
- органоидный;
- молекулярный;
- электронно-атомарный.
Два последних уровня включают в себя не только организмы, но и участки земной поверхности и вообще местообитания организмов и будут рассмотрены ниже[1].
3.3 Специфика феномена жизни
Отличительные особенности живых существ заключаются, во-первых, в их составе, во-вторых, в строении и функциях. По составу они относятся к тому региону материального бытия, в основе которого лежат органические соединения. Какие именно, есть разные мнения. Раньше считали, что в основе жизни лежат белки; однако сейчас представляется более вероятным (как мы увидим ниже, при изучении генетических концепций), что еще важнее нуклеиновые кислоты - биополимеры построенные из нуклеотидов (азотистых оснований - пуриновых и пиримидиновых), углеводов и остатка фосфорной кислоты и лежащие в основе процессов хранения и передачи негенетической информации, т.е. информации, передающейся от одного поколения организмов к другому. Белки важны в осуществлении самых разнообразных функций в течение онтогенеза. Но при передаче признаков по наследству, а значит, и при филогенезе их роль сравнительно с нуклеиновыми кислотами пассивна, она лишь реализует программу, заложенную в последних. Теоретически возможны, например, на других планетах, и формы жизни, основанные на каких-либо других соединениях, например, не углеродных, а кремниевых. Сейчас для описания феномена жизни в наиболее общем виде берут за основу чаще всего не состав, а функции и структуру живых объектов как систем.
Под этим углом зрения первостепенными для определения некоторой системы как живого организма являются ее целостность; далее, уже упомянутый факт онтогенеза (согласно теории эволюции, также и филогенеза - исторического, т.е. в геологическом времени, формирование видов, родов, классов и других систематических групп организмов); обмен веществ и энергии с окружающей средой; способность целесообразно реагировать на ее изменения; сложность (высокоупорядоченность) строения; размножение. Взятые порознь, все эти аспекты специфики живого не являются абсолютными. Так, в определенной мере целостность характерна уже для кристаллов; в процессе кристаллизации в растворах, когда около “зародышевых” центров в течение определенного времени образуются «взрослые» кристаллы, с основанием можно видеть нечто подобное онтогенезу, т.е. индивидуальному развитию. Видимо, этот процесс в каких-то формах, возможно, напоминающих современные вирусы, также и исторически предшествовал появлению типичной жизни. Обмен веществ и энергии (иногда в том же смысле, т.е. как осуществляющих этот обмен, говорят о живых системах как открытых) тоже не столь уникальный случай: открытых систем и вне жизни много (например, газовые оболочки гигантских планет, где нет жизни, но идут потоки вещества и энергии к поверхности планеты и в космос). Вообще неорганические («косные») системы весьма нередко обмениваются (хотя бы в элементарной форме) веществом и энергией со своей средой и реагируют на ее изменения, и если это реагирование трудно определить как «целесообразное», то по крайней мере есть системы, определенным образом «направленные» на поддержание своего равновесия: например, смесь уксусной кислоты с ее же натриевой солью или вообще буферные растворы, сохраняющие в известных рамках при добавлении воды, кислот или оснований на одном и том же уровне свою важнейшую характеристику - кислотность.
В то же время говорить о целесообразности реагирования организмов можно далеко не всегда: сталкиваясь с непривычными стимулами, они вполне могут поступать себе во вред. Вспомним о мотыльках, летящих на огонь, или о «самоубийствах» китов, выбрасывающихся на берег. Как раз устойчивость (к внешним воздействиям) параметров внутренней седы организма, реализуемая на основе системы обратных связей - гомеостаз - является более отчетливой характеристикой живых систем. Примером гомеостаза может служить выравнивание артериального давления после того, как изменение давления воспринимается барорецепторами сосудов, те передают сигнал в мозговые центры, откуда другой сигнал направляется к гладкой мускулатуре сосудов и снижает ее тонус, а это в свою очередь сигнализируется в мозг, который прекращает посылать расслабляющие импульсы. Не только организмам, но и другим живым системам свойствен гомеостаз: генетический гомеостаз представляет собой условие существования популяций, он заключается в поддержании (при возникающем равновесии внешнем воздействии) их генетической структуры. Однако как момент в определении специфики жизни гомеостаз немного дает, ибо присущ, как мы видели, и чисто химическим системам. Он встречается и в физических и технических системах: известен сконцентрированный английским психиатром, специалистом по кибернетике, пионером в исследовании сложных систем Уильямом Эшби в 1948 г. «гомеостат» - система из четырех магнитов с перекрестными обратными связями. При отклонении системы от равновесного состояния магниты перемещаются случайным образом, «отыскивая» новое равновесное положение. Гомеостат Эшби мог даже до известной степени обучаться, компенсируя частичную поломку и восстанавливая связи нарушенные под влиянием изменений в среде, т.е. проявлял зачаточную целесообразность. Сложность тоже понятие относительное: была ли Вселенная в целом до появления жизни проще, чем какой-нибудь бактериофаг?
Более специфично для жизни явление размножения - воспроизведение себе подобных. Однако и ему есть аналогии в неживой природе: размножение кристаллов в насыщенном растворе, а также деление атомного ядра. При поглощении нейтрона ядра атома урана меняет форму, образуется «шейка», а после ее уточнения и разрыва - два разлетающихся осколка, которые в свою очередь испускают нейтроны и так далее, причем все эти нейтроны подобны первому во всяком случае больше, чем организмы своему прародителю. При бета-распаде (распаде атомного ядра, сопровождающемся вылетом из него бета-частицы - электрона или позитрона) увеличивает число протонов или нейтронов, в зависимости от разновидности распада ( - или +).
Это формальное возражение следует иметь в виду, тем не менее, по существу размножение представляет собой достаточно оригинальное свойство именно живого: «достаточно» для того, чтобы быть положенным в основу определения жизни. Вот один из вариантов такого определения: «жизнь есть форма существования высокоупорядоченных открытых систем, способных к целесообразной реакции и к размножению». С древнейших времен, как только люди стали пытаться определить жизнь в отличие от всего остального, они опирались на этот признак. Что заповедует в Библии Бог живым существам, творя их? Не реагировать ли, не обмениваться ли веществом и энергией со средой, не быть сверхсложными? Нет, но: “плодитесь и размножайтесь”. Отсюда можно видеть, что с самого начала этот признак как очевидно важный, в том числе и практически, наиболее привлекал внимание. По истечении тысячелетий он не стал менее важен, но постигнул научно и стал предметом рассмотрения наиболее, пожалуй, специфической из биологических дисциплин: генетики, науки о наследственности временного естествознания, появление первых организмов на Земле, стало возможным как заключительный этап химической эволюции[3].
4. Рациональное использование природных ресурсов и охрана биосферы
Охрана природы является одним из важнейших направлений деятельности человечества в XXI веке. И это прежде сего связано с тем, что она представляет собой огромную, хорошо связанную систему. Все компоненты, которой взаимодействуют между собой и оказывают влияние друг на друга.
Между тем реально далеко не всегда деятельность человека является благотворной для окружающей среды. Например, в значительной мере вредным и создающим для многих организмов совершенно непривычную, часто губительную среду обитания является парниковый эффект, вызванный увеличением содержания в атмосфере таких компонентов, как СО, СО2 и СН4. Приведем только одно возможное последствие парникового эффекта: подъем уровня моря всего на 1м приведет к затоплению 25% дельты Нила и до 30% территорий такой страны, как Бангладеш. Нарушение озонного слоя атмосферы уже сейчас ведет к росту ультрафиолетового излучения и соответственно заболеваемости раком. Воздух загрязняется многими примесями, вплоть до ядовитых тяжелых металлов и сернистого газа, порождающего кислотные дожди, которые делают безжизненными внутренние водоемы. Неумеренное расширение орошаемых территорий уже вызвало гибель многих водоемов, в том числе таких крупных, как Аральское море. Истребление лесов ведет к размыванию почвы и к загрязнению внутренних водоемов, в конечном счете, и мирового океана.
Рациональное использование природных ресурсов и охрана биосферы представляют собой две стороны единой задачи, стоящей сейчас перед человечеством. Из всей площади суши почти половина уже занята пахотными, пастбищными и другими угодьями и плантациями, т.е. ее природный режим резко деформирован. В атмосферу ежедневно выбрасывается огромное количество углекислоты и других газов, что ведет, помимо загрязнения воздуха, к опасному потеплению климата вследствие парникового эффекта. Сельскохозяйственное использование ресурсов по крайней мере оставляет открытый путь для их возобновления, в то время как добыча каустобиолитов, металлов и т.д. истощает их запасы. Только рациональная система природопользования может спасти человека от опасности загрязнения среды и истощения ее ресурсов. В эту систему входит создание широкой сети охраняемых территорий всех рангов, внедрение давно уже разработанных технологий переработки отходов и создание новых, правовая регуляция охраны среды и природопользования. Природа Земли - наше невозместимое ничем достояние, и все страны, все человечество должны объединиться для решения труднейшей задачи сохранения и оптимального использования этого достояния.
Задачами рационального использования природных ресурсов является овладение экологически чистыми источниками энергии (ветром, геотермальными водами, солнечной энергией и т.д.), ограничение вредных выбросов, налаживание цикличного повторного использования отходов производства. Применяя биологические методы борьбы с вредителями, мы снижаем применение ядохимикатов. Редкие или вообще стоящие под угрозой виды организмов во многих случаях удается сохранить путем создания заповедников и заказников. Но пожалуй, наиболее общей и эффективной мерой в области охраны природы является воспитание у людей экологического сознания, включая понимание того, насколько - при современных технических средствах - легко нарушить и насколько трудно восстановить биосферу[1].
Заключение
Мы видим, что мир представляет собой единство систем, находящихся на разном уровне развития, причем каждый уровень служит средством и основой существования другого, более высокого уровня развития систем. Данное относится не только к природе, но и обществу, где мы наблюдаем ряд организационных форм, наиболее грандиозные из которых получили название “общественно-экономические формации”.
Сыгравшие свою роль системы уходят, другие же продолжают существовать.
Одним из основных законов существования Вселенной является существование одних систем за счет других. Скажем кристаллы возникают на материале базовой породы, раствора или расплава; растения преобразуют минералы, животные развиваются за счет растений и других животных; человек для своего существования преобразует и животных, и растения и системы неживой природы.
Итак, мир, будучи системой систем, сложнейшим материальным образованием, находится в процессе непрерывного движения, возникновения и уничтожения, взаимоперехода одних систем в другие, причем одни системы изменяются медленно и длительное время кажутся неизменными, другие же изменяются настолько стремительно, что в рамках обыденных человеческих представлений фактически не существуют. Чем обширнее система, тем медленнее она изменяется, а чем меньше, тем быстрее она проходит этапы своего существования. В этом простом соответствии скрыт глубокий смысл еще не до конца понятой связи пространства и времени. И здесь можно увидеть одну из закономерностей развития материи: от меньшего к большему и от большего к меньшему, осознание которой привело к пониманию развития и качественного изменения систем слагающих мир, и мира как системы.