Два полюса эволюции.

К.А. Тимирязев был солидарен с Л. Больцманом, который в 1886 году говорил: «Всеобщая борьба за существование, охватившая весь органический мир, не есть борьба за вещество: химические элементы органического вещества находятся в избытке в воздухе, воде и земле; это также не борьба за энергию, – она, к сожалению, в непревратимой форме теплоты щедро рассеяна во всех телах; это борьба за энтропию, становящуюся доступной при переходе энергии от пылающего Солнца к холодной Земле». Можно сказать, что жизнь – это борьба и за организацию.

Организация высших животных и человека связана с формированием у них условных рефлексов. Последнее, по И.П. Павлову (1935) происходит по принципу динамического уравновешивания организма со средой. Сюда входит принцип невризма (всеми реакциями внутри организма управляет нервная система) и свойство противопоставлять свою внутреннюю сферу внешней среде, и способность нервной системы изменять черты поведения при приспособлении к изменяющейся среде. Чтобы условный рефлекс возник, нужно чтобы старая система реакций разрушилась.

Условный рефлекс – микрочастица поведения. Из нее слагается взаимоотношение организма со средой. При этом все решает нервная система. Наблюдая процессы обмена организма со средой в основном на клеточном уровне, Бауэр (1935) пришел к выводу, на первый взгляд, противоречащему тому, что говорил И.П. Павлов!

По Бауэру все живые системы никогда не бывают в равновесии со средой и выполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии. Бауэр подчеркивал, что равновесие в организме постоянно нарушается на уровне вещества и энергии, а Павлов имел ввиду поведение живого организма в среде. Бауэр исследовал изменение состояния в клетках организма на уровне энергии и вещества, а Павлов – на более тонкой составляющей материи – организации. Эти два принципа лишь дополняют друг друга, но не противоречат один другому, что и составляет два полюса эволюции.

Павлов предложил метод расчета силы условного рефлекса (как степени приспособления организма к среде). Однако количественно он был реализован после возникновения кибернетики, позволяющей оценивать меру сложности системы (по Эшби и Ферстеру). Одна из таких мер – логарифм числа состояний, характеризующих максимальную неопределенность состояния системы. Мы уже говорили, что абсолютная организация системы , где Н - реальная неопределенность состояния системы. Отсюда .

Это мера относительной организации системы по Ферстеру (1960), хотя в 1947 г. Шеннон предложил ее определение, но в более узком смысле для оценки избыточности канала связи. Итак, Rmax = 1 для максимально организованной системы, а для полностью дезорганизированной системы R = 0. Эта величина (R) очень удобна для полной характеристики поведения любой (и биологической тоже) системы.

Градацию систем по сложности предложил С. Бир: простые системы имеют до 1000 (микро)состояний, а сложные от тысячи до миллионов состояний, очень сложные – свыше миллиона состояний. По величине R можно сказать, что жесткие и недетерминированные системы имеют R от 1 до 0,3, а при R от 0,3 до 0,1 – системы вероятностно-детерминированные. При 0 < R < 0,1 - вероятностные системы.

С таким же успехом по величине R можно оценивать сложность организма и биосистемы, и организацию среды их обитания. Эшби считал, что по числу состояний биосистема должна соответствовать среде. Он говорил о необходимости разнообразия в системе, характеризующего ее сложность. Второй показатель системы – организация. Используя такие параметры системы как сложность и организация, можно изложить принципы уравновешивания организма со средой.

Он звучит так: биосистема должна быть адекватной среде по сложности и уровню организации. Это значит, что если среда изменяется, то и биосистема должна все время к ней приспосабливаться, изменять свою сложность и организацию смены своих состояний и тем самым выходить на некоторый уровень адекватности со средой. В этом ключ к разгадке изменчивости биосистем и их эволюции.

Примером является жизнь любого человека с процессами воспитания, обучения, труда, взаимодействия с людьми и техникой. В процессе эволюции все изменяется: организм и среда. Подходы Павлова и Бауэра это два полюса описания эволюции биосистем, дополняющие друг друга.