CC BY
175
УДК 578.147.57.
Гусейханов Магомедбаг Кагирович
доктор физико-математических наук, профессор. Дагестанский государственный университет uma_73 @mail .ru
Магомедова Ума Гасан-Гусейновна
кандидат биологических наук, доцент. Дагестанский государственный аграрный университет uma_73 @mail .ru
Рамазанов Нухбек Абуталимович
кандидат исторических наук, доцент. Дагестанский государственный аграрный университет uma_73 @mail .ru
Guseykhanov Magomedbag Kagirovich
doctor of physical and mathematical sciences, professor. Dagestan state university uma_73 @mail .ru
Magomedovа Wuma Hasan-Guseynovna
Candidate of Biology, associate professor. Dagestan state agrarian university uma_73 @mail .ru
Ramazanov Nukhbek Abutalimovich
candidate of historical sciences, associate professor. Dagestan state agrarian university uma_73 @mail .ru
Современные теории глобального эволюционизма
Modern theories of a global evolutionism Аннотация. В статье отмечается, что в теории Дарвина эволюция приводила к совершенствованию и усложнению живых систем в результате их адаптации к изменяющимся условиям среды, то в классической физике она связывалась с дезорганизацией и разрушением системы.
Резкое противоречие между биологической и физической эволюцией удалось разрешить только после того, когда физика обратилась к понятию открытой системы, т.е. системы, которая обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией. При определенных условиях в открытых системах могут возникнуть процессы самоорганизации в результате получения новой энергии и вещества извне и диссипации, или рассеяния, использованной в системе энергии. Таким образом, было установлено, что ключ к пониманию процессов самоорганизации содержится в исследовании процессов взаимодействия системы с окружающей средой.
Ключевые слова: теория, эволюционизм, закон, современность, концепция.
Abstract: In the theory of Darwin the evolution resulted in perfection and complication of the living systems as a result of their adaptation to the changing terms of environment, but in classic physics it was connected with disorganization and destruction of the system.
Sharp contradiction between biological and physical evolution was successfully settled only when physics appealed to the concept of the open system, the system which exchanged substance, energy and information to the environment. At certain terms there can appear a process of self-organization in the open systems as a result of receiving the new energy and substance from outside and dissipation, or dispersion of the energy used in the system. Thus it was determined that the key point to understand the self-organization process is contained in research of cooperation of the system with the environment.
Keywords: theory, evolutionism, law, present, concept.
Представление об эволюции окружающего мира как мировоззрение общества формировалось не сразу. Во времена античной натурфилософии считалось, что Вселенная не имеет ни начало ни конца: она бесконечна во времени и безгранична в пространстве. Классическая наука предполагала, что процессы природы подчиняются жестким причинно-следственным закономерностям, исключавшим появления нового качества. Движение, развитие в природе, согласно классической науке, это непрерывная смена состояний, которая происходила, происходит и будет происходить вечно в соответствии с законами классической механики. Ареной этих движений является бесконечная Вселенная, свойства которой в среднем одинаковы во всех направлениях. Эти фундаментальные свойства Вселенной - вечность, бесконечность, однородность, изотропность. Однако со временем стало ясно, что процессы в окружающем мире развиваются по сложным сценариям и необратимо. Это стало основой формирования теории эволюции.
Современное эволюционное мышление сложилось в XVIII и XIX веках и неразрывно связано с великими именами Канта, Гегеля, Маркса, Дарвина и Клаузиуса. Кант предпринял попытку объяснить происхождение мира, исходя из физических законов. То, что Кант - с немалой претензией — сделал для исследования космической эволюции, Гегель совершил для открытия общих законов диалектики. Марксу мы обязаны знанием некоторых законов общественной эволюции, а Дарвину - обоснованной теорией происхождения видов. Дарвин сформулировал принцип отбора и продемонстрировал его значение для эволюции в биологии. Лингвист Шлейхер около 1850г. совершенно независимо от Дарвина установил аналогичный принцип для развития естественных языков и тем самым заложил основы теории эволюции языковой коммуникации. Наконец, Клаузиус сформулировал важнейший закон процессов эволюции - второе начало термодинамики. К Клаузиусу восходят первые соображения относительно физически обоснованных моделей космического развития. Сколь ни сомнительным может казаться с современной точки зрения вывод Клаузиуса о «тепловой смерти» Вселенной, именно этот вывод послужил толчком к развитию теоретической мысли, которая в работах
Эйнштейна, Фридмана и Гамова привела к ныне широко принятой релятивистско-термодинамической модели эволюции. И, наконец, современная теория эволюции, основанная на концепции синергетики, считает процесс эволюции как неограниченную последовательность процессов самоорганизации систем.
Сложным и противоречивым оказались также объяснение в историческом развитии научных подходов к причинам и характерам эволюции в живой и неживой природе. Прежде всего, следует отметить различие во взглядах на эволюцию в XVIII и XIX веках. Классическая наука (Ньютон, Лаплас) рассматривает случайность как нечто внешнее и несущественное. Мировые процессы представлялись обратимыми во времени, предсказуемыми и ретросказуемыми на неограниченно большие промежутки времени. Эволюция согласно классической теории это процесс, лишенный отклонений, возвратов, побочных линий.
Первый удар по этой теории нанесли термодинамика и эволюционная теория живого мира, породив в XIX веке две великие теории эволюции. Термодинамика ввела в науку случайность и рассматривала ее как объективное понятие. В косном мире развитие идет однонаправленно, в сторону роста энтропии, то есть к выравниванию разнообразий форм, градиентов температур. В живом мире, напротив, развитие приводит к росту многообразия форм, то есть к увеличению порядка и падению энтропии.
Таким образом, до середины XX века в естествознании сложились различные, противоположные по сути концепции объяснения процессов эволюции живой и неживой природы. В самом деле, если в теории Дарвина эволюция приводила к совершенствованию и усложнению живых систем в результате их адаптации к изменяющимся условиям среды, то в классической физике она связывалась с дезорганизацией и разрушением системы. Такое представление вытекало из второго начала термодинамики, согласно которому закрытая система постепенно эволюционирует в сторону беспорядка, дезорганизации и увеличения энтропии. Немецкий ученый Л.Больцман стал интерпретировать энтропию как меру беспорядка в системе. Следовательно, по степени возрастания энтропии можно судить об эволюции замкнутой системы, а тем самым и о времени ее эволюции.
Поскольку об изменении системы в классической термодинамике мы можем судить по увеличению их энтропии, то последняя и выступает в качестве своеобразной стрелы времени. Термодинамика впервые ввела в физику понятие времени в весьма своеобразной форме, а именно необратимого процесса возрастания энтропии в системе. Чем выше энтропия системы, тем больший временной промежуток прошла система в своей эволюции. Такое понятие о времени и особенно об эволюции системы в термодинамике коренным образом отличается от понятия времени и эволюции, которое лежало в основе эволюционной теории Дарвина. В то время как в дарвиновской теории происхождения новых видов растений и животных путем естественного отбора эволюция направлена на выживание более совершенных организмов и усложнение их организации, в термодинамике эволюция связывалась с
дезорганизацией систем. В таком случае становилось непонятным, каким образом из неживой природы, системы которой имеют тенденцию к дезорганизации, могла появиться когда-либо живая природа, где системы, напротив, стремятся к совершенствованию и усложнению своей организации. Все это показало, что результаты исследования классической термодинамики находились в явном противоречии с тем, что было хорошо известно из других направлений науки [1].
Так в чем же отличие эволюций физического и биологических миров?
Физический мир не несет памяти о своем эволюционном развитии; биологический мир несет эту память. В биологических системах наследственная изменчивость не затухает, как в физических, а наследует и закрепляет те признаки, которые позволяют выжить. По Дарвину, в мире происходит непрерывное рождение все более сложно организованных живых форм, структур и систем. В косном (физическом) мире эволюция ведет для изолированной системы к состоянию равновесия, то есть к затуханию разнообразия. Биологическая теория говорит о повсеместном и непрерывном созидании природы, а косный мир стремиться к разрушению структур, выравниванию различий [2].
Спор двух великих теорий эволюции начался в XIX веке и продолжается поныне, взаимообогащая и развиваясь в единую концепцию эволюции всего окружающего мира. Эволюционная теория Дарвина послужила мощным толчком для развертывания исследований о механизмах развития различных природных и социальных систем. Если физические и химические методы исследования многое дали для анализа структуры и функционирования живых систем, то эволюционная концепция биологии заставила физиков и химиков по-новому взглянуть на объекты своих исследований и природу в целом.
Резкое противоречие между биологической и физической теориями эволюции удалось разрешить только после того, когда физика обратилась к понятию открытой системы, т.е. системы, которая обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией. При определенных условиях в открытых системах могут возникнуть процессы самоорганизации в результате получения новой энергии и вещества извне и диссипации, или рассеяния, использованной в системе энергии. Таким образом, было установлено, что ключ к пониманию процессов самоорганизации содержится в исследовании процессов взаимодействия системы с окружающей средой.
Открытая система не может быть равновесной, потому ее функционирование требует непрерывного поступления энергии и вещества из внешней среды, вследствие чего неравновесие в системе усиливается. В конечном итоге прежняя взаимосвязь между элементами системы нарушается, т.е. ее прежняя структура, разрушается. Между элементами системы возникают новые согласованные кооперативные, синергетические связи. Благодаря этому оказалось возможным развить новую нелинейную и неравновесную теорию необратимых процессов, которая стала основой современной теории самоорганизации. Нелинейных явлений в природе значительно больше, чем
линейных. Например, к ним относятся «модные» темы современной физики: хаотическое поведение систем, солитоны, странные аттракторы и т.д.
Рост упорядоченности системы, процесс структурообразования соответствует термину онтогенез (от греч. ontos — сущее, genesis — происхождение). Многообразие возникающих при этом форм описывается термином морфогенез (от греч. шотрке — форма). Онтогенез обычно сопровождается морфогенезом. Эти процессы связаны с оттоком энтропии из системы, работой «энтропийного насоса». Доказано, что это — общий закон, применимый к онтогенезу эмбриона, возникновению звезд и многих структур окружающего мира.
Таким образом, процесс онтогенеза приводит к возникновению морфогенеза и связан с оттоком энтропии из системы. В ходе развития этого неравновесного процесса при некотором критическом значении внешнего потока энергии или вещества возникает неустойчивое состояние, в результате чего могут появиться новые формы и структуры. Это и есть самоорганизация, она присуща так называемым синергетическим системам.
Изложим общую схему эволюционных процессов, справедливую для всех трех уровней организации материального мира — неживой (косной) материи, живого вещества и общества. Замечательно, что процессы эти в силу естественных законов развития направлены в сторону усложнения организации природы и роста разнообразия ее форм (морфогенеза). Для описания процесса самоорганизации удобно использовать язык дарвиновской триады: изменчивость, наследственность, отбор [3].
Новые качественные особенности системы появляются благодаря изменчивости. Последняя вызывается стохастичностью, случайными изменениями в системе, возникновением флуктуации. Приведенные термины несколько отличаются по содержанию, но все они пригодны для выявления причины того явления, которое называют изменчивостью.
Далее в мире царствуют принципы отбора, позволяющие выбрать в точке бифуркации из возможных виртуальных состояний некоторое множество допустимых. К числу правил отбора, прежде всего, относятся законы сохранения, закон роста энтропии в изолированной системе и некоторые другие. Иными словами, законы отбора — это законы физики, химии, биологии, законы общественного развития, которые из виртуальных движений отбирают те, что мы наблюдаем.
Во Вселенной господствует наследственность; настоящее и будущее зависят от прошлого. Принципы отбора допускают существование бифуркаций, то есть возможен переход объекта во множество новых состояний. Это приводит к принципиальной непредсказуемости эволюции.
Последние эмпирические обобщения практически совпадают с дарвиновской триадой — изменчивость, наследственность, отбор. Подчеркнем, что приведенные эмпирические обобщения справедливы для процессов, протекающих в неживой, живой природе и в обществе.
В развивающейся системе всегда существует зависимость от прошлого, то есть от него зависят как настоящее, так и будущее. Эту зависимость можно
условно назвать наследственностью системы, она связана с памятью. Память, как правило, ограничена, но можно привести примеры крайних состояний, то есть бесконечную и нулевую память. В детерминированных системах память бесконечна: здесь настоящее определяет будущее, а прошлое — настоящее. Например, движение планет и вообще небесная механика — система с бесконечной памятью, хотя бы на конечном интервале времени.
Современная теория эволюции основана на трех ключевых словах, которые достаточно полно определяют смысл синергетики: открытость, когерентность, нелинейность. Прежде всего синергетические свойства могут проявляться в открытых системах, которые обмениваются с окружающей средой материей, энергией и информацией. Далее, такие системы проявляют свойство когерентности, когда отдельные ее элементы действуют синхронно, согласованно друг с другом. И, наконец, описание подобных систем осуществляется с помощью нелинейного математического аппарата.
Таким образом, эволюционная теория Дарвина стала парадигмой объяснения причин эволюции не только живой природы но и дала мощный толчок развитию современной парадигме причин эволюции всего окружающего физического мира - созданию теории самоорганизации.
Теория самоорганизации, возникшая на основе исследования простейших физико-химических систем, оказалась способной объяснить многие эволюционные процессы, происходящие в биологических, экологических и даже социально-культурных системах. Но главное преимущество ее состоит в том, что новая парадигма помогает взглянуть на мир и составляющие ее системы с точки зрения их возникновения и развития без привлечения каких-либо мистических сил. Учение самоорганизации может раскрыть механизмы эволюции происходящие от простейших систем живой природы до сложных форм эволюции в биологических, социально-экономических и культурно-исторических системах.
Таким образом общепризнанным наблюдательным и экспериментальным научным фактом сегодня является установление наличия эволюции окружающего мира и всех его структур. Эволюции подвержены все его области: живой, неживой мир и социальное общество. Признание невозможности существования Вселенной и всех порождаемых ею менее масштабных систем вне развития, эволюции поэтому выразилось в теории глобального эволюционизма [6].
Под глобальным эволюционизмом понимают развитие во времени сложной системы различной природы как целого, совершенствование структурной организации и саморазвития, причем эти процессы происходят по некоторым общим законам.
В концепции универсального и глобального эволюционизма Вселенная представляется в качестве развивающегося во времени природного целого. Вся история Вселенной от «Большого Взрыва» до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором физический, космический, химический, биологический и социальный типы эволюции имеют генетическую и структурную преемственность. В этом смысле универсальной
эволюционизм теоретически и методологически обобщает принципы развития окружающего нас мира в единое целое и выявляет тем самым общие закономерности развития Вселенной (космогенез), Солнечной системы с ее планетами, в том числе Землей (геогенез), возникновения и развития жизни (биогенез) и на заключительной стадии - возникновения человека и общества (антропогенез).
Литература:
1. Гусейханов М.К., Раджабов О.Р. Концепции современного естествознания - М.: ИТД «Дашков и К0» 2007 - С. 392.
2. Дулънев Г.Н. В поисках нового мира. - СПб.: ИД «Весь», 2004. - С 184-207.
3. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение - М.: Высш. шк., 2004. - 310 с.
4. Блохинцев Д.И. Размышления о проблемах познания и творческих закономерностях процесса познания. Сб Теория и познания и современная физика. - М.:1984. - 342 с.
5. Пуанкаре А. О науке. - М.: 1983. - С. 157
6. Глобальный эволюционизм - М.: Мир. 1994. - 528 с. Literature:
1 . Guseykhanov M. K. Radzhabov O. R. Concepts of modern natural sciences
- M.: ETC "Dashkov and K0" 2007 - Page 392.
2 . Dulnev G. N. In search of the new world. - SPb. : IDES "Everything", 2004.
- With 184-207.
3 . Yablokov A.V. Yusufov A.G. Theory of evolution - M.: Vyssh. шк. 2004.
- 310 pages.
4 . Blokhintsev D. I. Reflections about problems of knowledge and creative regularities ofprocess of knowledge. Сб Theory and knowledge and modern physics.
- M.:1984. - 342 pages.
5 . Poincare A. About science. - M.: 1983 . - Page 157 6. Global evolutionism - M.: World. 1994 . - 528pages.
