Экофилософия - это перенос принципа неумирания Природы в сферу индивидуальной человеческой жизни, - это переход бессмертия ЭКО в бессмертие ЭГО.
И. В. Вишев
Наблюдения в науке или в повседневной жизни обнаруживают определенную повторяемость, регулярность событий, тех или иных явлений. Законы науки представляют собой не что иное, как утверждения, выражающие эту регулярность настолько точно, насколько это возможно на данном этапе развития науки.
Регулярности явлений, которые обязательно наблюдаются во всех местах и во все времена, выступают в форме универсального закона, например: «всякий лед - холодный». Однако о большинстве явлений природы мы можем утверждать, что они проявляются только в определенном проценте случаев. Такое утверждение называется статистическим законом.
В биологии и физике мы пользуемся эмпирическими (опытными) законами. Эти законы не обладают достоверностью логических и математических законов, но они приоткрывают дверь в реальную структуру мира.
Исследуя природу, ее биологическую или физическую сторону, экспериментатор выдвигает несколько гипотез (моделей), а затем, пользуясь статистическими методами, выбирает одну из них. Положительные результаты проверки, сколь бы сильными они ни были, еще нельзя считать достаточным основанием для безусловного принятия гипотезы. Гипотеза всегда остается открытой для дальнейшей проверки - этим определяется прогресс в экспериментальной науке. С другой стороны, хотя бы один экспериментальный факт, противоречащий гипотезе, служит уже достаточным основанием, чтобы ее отбросить [1]. Однако это не означает, что одно и то же явление не может описываться различными теориями (моделями).
Одновременно мы должны реально представлять себе возможности человека и его методов, чтобы тем или иным способом попытаться изучить процессы, идущие в природе.
Мы конструируем различные модели (модель можно определить как эффективную теорию или как динамическую совокупность связанных друг с другом гипотез) или выдвигаем ту или иную гипотезу о жизненных процессах, идущих в человеческом организме. Апробирование такой модели (гипотезы) возможно, по крайней мере в принципе на шести миллиардах человек различных возрастов, составляющих население Земли, что может дать статистически достоверную проверку гипотезы по количеству повторений опыта. Иное дело - изучение Природы (биосферы) в целом. Уникальность ее очевидна (природа уникальна, поскольку для нас она единственна и уникальна в смысле своей сложности) и, следовательно, ни о какой проверке достоверности любой глобальной модели биосферы и тем более ни о каком адекватном прогнозировании ее развития говорить не приходится. То же самое справедливо и в отношении любой подсистемы биосферы. Например, не существует какой-либо обобщенной величины или группы величин, при помощи которых можно было бы выражать желаемые оптимальные условия почвы (Дж. Ф. Лутц, 1957).
По В.В. Налимову, вообще: «...нельзя прогнозировать эволюционное развитие биологической системы, открытий в науке, поведение мыслящего автомата, если он будет создан» [1].
В математике известна теорема Геделя о неполноте, которая в сфере арифметики звучит следующим образом: «Для каждого мыслимого языка арифметики существуют свойства целых чисел, в нем не выразимые». Если перенести идею этой теоремы в биологию, то можно, например, сказать, что не существует адекватной модели здоровья человека, если она получена на основании изучения только человеческого организма:
Биологические отрасли знаний изучают и постоянно открывают многочисленные и многообразные связи между элементами биосферы. Известно, в частности, что человеческий организм через воздух, воду, пишу тесно связан разнообразными зависимостями с другими элементами природы: животными, растениями, микроорганизмами (по образному выражению древних, «мы есть то, что мы едим»; следует также добавить, что: «мы есть то, чем мы дышим и что пьём»).
И наоборот: стабильность развития особи служит оценкой и может быть использована в качестве мониторинга здоровья среды. Анализ стабильности развития особи есть мера средового стресса [2].
Происходящее сегодня прогрессирующее разрушение планетарной среды обитания закономерно усиливает, как известно, рост заболеваемости среди человеческой популяции, увеличивает заболеваемость растений и животных. [3] Более того, поскольку элементы природы - животные, растения, микроорганизмы (в климаксных сообществах) - взаимодействуют между собой не антагонистично [4], то исторически биосфера элиминировала чрезмерно агрессивные элементы, т.е. те элементы, которые вызывали разрушение среды обитания. Это означает, что с позиции устойчивости, «здоровья» биосферы нездоровым будет считаться и тот процветающий вид животного или растения, который вызывает разрушение экосистемы биосферы. Таким образом, о здоровье человека можно говорить лишь в контексте описания «здоровья» биосферы в целом. И здесь мы подходим к рассматриваемой теме.
Нашу эпоху уместно называть не только эпохой атома или космоса; с не меньшим основанием можно говорить, что мы живем в эпоху систем. Системный анализ - наиболее плодотворный способ изучения любых объектов.
Что при этом следует понимать под системой? Согласно определению, данному основоположниками теории систем Л. Берталанфи и С. Биром, системой является любая сущность, концептуальная или физическая, которая состоит из взаимосвязанных частей.
Изучением биологических систем надорганизменного уровня занимается экология. Для этой науки характерен подход к природе именно как к большой и сложной системе. Согласно определению, приводимому в монографии [4], «предмет экология - совокупность или структура связей между организмами и их средой».
Основополагающие принципы системного подхода в биологии принадлежат этой отрасли знаний.
Организм человека, животного, растения представляет собой сложную систему, состоящую из тесно связанных элементов: клеток, органов, тканей. Отдельная клетка растения или животного, в свою очередь, также является сложной системой.
Органические соединения, входящие в состав живого, исключительно разнообразны. Даже простейшие и мельчайшие одноклеточные существа -бактерии - содержат очень большое число различных органических молекул. Установлено, что в клетках бактерии Е. coli содержится около 5000 разнородных молекулярных соединений, в том числе, примерно, 3000 различных белков и около 1000 различных нуклеиновых кислот, причем белки и нуклеиновые кислоты очень сложны и точное строение многих из них и у разнотипных микробов неизвестно.
Если обратимся к более крупным и сложным организмам - высшим животным и растениям, - то увидим, что они также содержат белки и нуклеиновые кислоты, но в гораздо большем разнообразии.
Поскольку известно свыше 1 500 000 видов живых организмов различного уровня сложности (каждый год добавляется, примерно, ещё 12 тыс. видов), от Е. coli до человека, можно рассчитывать, что все виды, вместе взятые, содержат приблизительно от 10^10 до 10^12 различных белков и около 10^10 различных нуклеиновых кислот. Если сравнить эти цифры с общим числом синтезированных к настоящему времени органических соединений, которое не превышает 1-2 миллионов (мы не берём в расчет исследования по программе «геном человека»), то становится ясным, что мы знаем точное строение ничтожно малой части всех молекул органических соединений, существующих в живой природе. Ясно также и то, что попытка изолировать, отождествить и синтезировать все те разнообразные органические соединения, которые входят в состав живых организмов, -задача, в сущности, безнадежная |5]. Чтобы только идентифицировать геном человека, международные усилия продолжаются и сегодня. Успешно осуществлено исследование лишь обшей схемы построения генетического аппарата человека, а ведь геном каждого человека уникален, и ещё не сделано главное - не прослежена та цепь связи, которая определяет движение информации от конкретного гена к конечному онтогенетическому результату.
Биоорганизмы любого уровня сложности являются большими (состоящими из большого числа элементов) и сложными (с многочисленными связями между элементами) системами. В частности, тело человека состоит, примерно, из 10^13 клеток, в геноме любой ядросодержащей клетки 3*10^9 пар нуклеотидов, в цитоплазме каждой клетки человека по 5 млн. копий каждой из типов Р-РНК, по 1 млн. копий каждой из нескольких десятков известных Т-РНК. Открывается поистине космических масштабов многообразие и сложность структур и процессов жизни, начиная с первых шагов изучения молекулярной биологии (6-9].
При этом, если предположить, что мы изучаем движение в системе, состоящей из взаимодействующих между собой N частиц, то, чтобы исследовать эволюцию указанной системы при большом числе частиц, во-первых, нельзя обойтись без ЭВМ, и, во-вторых, при N>1 трудоёмкость расчетов возрастает настолько, что эти расчеты становятся невозможными даже с учетом перспективы роста быстродействия ЭВМ [10].
Таким образом, и современная вычислительная техника, и техника будущего бессильны осуществить адекватное описание взаимодействия элементов системы самой простой соматической клетки любого из существующих ныне многоклеточных организмов.
Нередко случается, как это имеет место в биологии, что накопление фактов об элементах системы еще не означает решения проблемы, каким образом элементы организма «соединены» между собой, как работает организм в целом. Зачастую бывает и такое, что чем больше накоплено фактов, тем труднее понять принципы общей организации. Поэтому рано или поздно необходимо умозрительное усилие и появление какого-то общего принципа, постулированного на более высоком уровне организации. Таковым может быть точка зрения системного анализа.
Системный подход отрицает неизбежность специализации наук и предлагает более общий взгляд на биологию и родственные науки. Изложению основных принципов системного подхода в биологии как раз и посвящена первая часть настоящей работы.
Вообще, системный анализ не является чем-то новым в методологии научного познания. Суть системного анализа, коротко говоря, означает, что:
а) рассматривая любую проблему или явление, одним словом, систему, мы должны apriori полагать, что, во-первых, эта система является частью (подсистемой) более сложной и качественно иной системы, и, во-вторых, рассматриваемая система, в свою очередь, сама состоит из подсистем, которые входят в изучаемую систему как её составные части;
б) изучаемая система или явление должны быть прослежены во времени; следует рассмотреть историю вопроса и существующее положение во взаимосвязях, а также должны быть ясно понимаемы долгосрочные последствия тенденции развития изучаемого явления, т.е. систему следует изучать в динамике; наконец,
в) системный подход предоставляет широкие возможности для получения самых разнообразных оценок и суждений [11].
Третий пункт в некотором смысле антитрадиционен. В целом его можно трактовать как направление, противоположное традиционной философской полемике, предрасполагавшей, по крайней мере, до недавнего времени, к отстаиванию крайних взглядов и требующей от всякого исследования подтверждения одной крайней точки зрения в противовес другой. Между тем, для того, чтобы понять причинную природу развития и функционирования той или иной системы живого организма или сложной технической системы, необходимо объединение всех научных фактов, в том числе и тех, которые кажутся (или даже я вляются в каком-то смысле) противоречивыми. Здесь уместно вспомнить известное высказывание крупнейшего физика и философа Нильса Бора: "Contraria sunt complementa" («Противоположности суть не противоречия, а дополнения»). Вспомним дуализм свойств света и длительные ожесточённые дискуссии по этому поводу: одни утверждали, что свет это волна, другие столь же обоснованно стояли на позиции, что свет - это поток частиц. Тогда как свет - это и волна, это и частицы. Волновые свойства и свойства частиц дополняют друг друга в описании такого единого физического явления как свет.
Процесс исследования, таким образом, заключается в отыскании обобщающих концепций, в которые непротиворечиво вошли бы как прошлые, так и новые экспериментальные результаты.
Системный анализ наиболее широко применяется в технике. Речь идет о теории и практике автоматизированных систем управления (АСУ) с их электронно-вычислительной техникой и математическим обеспечением. Мы для наглядности рассмотрим понятия и принципы системного анализа, сравнивая непосредственно по пунктам, взятым из справочника по системотехнике [12], принципы систем, разрабатываемые в технике, с принципами и понятиями построения и функционирования биологических систем.
См. подразделы:
1. В системотехнике системы конструируются человеком
2. Системы в технике конструируются человеком с определённой целью
3. Система является большой
4. Система является сложной
5. Системы, создаваемые системотехникой, являются полуавтоматическими
6. Внешние воздействия на искусственно созданные технические системы носят случайный характер
7. Системы, создаваемые человеком и изучаемые системотехникой, содержат элементы конкурентной ситуации
8. Одним из основных принципов систем, разрабатываемых системотехникой, является принцип централизации
9. «Элементы биологических систем любого уровня сложности относительно автономны»
10. Мы можем констатировать общность принципа субоптимизации
11. Принцип исключения явлений с малой вероятностью
12. Можно ввести понятие фазового состояния системы
13. Из области физики можно перенести понятие колебательных процессов
14. Модуляционные процессы в биологических системах
15. Одно и то же состояние системы может быть вызвано несколькими причинами
16
17. Многоповторяемость структур и биологических функций
18. Устойчивость биологической системы уменьшается при уменьшении функциональных связей между элементами системы
19. Принцип аналоговой редупликации
20. Невозможно получить полное описание системы, оставаясь в рамках этой системы
...
Обсудить на форуме
