Системность эволюции, или процесс как система

Начнем рассмотрение всеобщности развития с системного сходства. Системная организация развивающихся объектов определяет ряд общих свойств объектов-систем, независимо от различия их субстратного состава. Само слово "система" (от греч. systema - целое, составленное из частей) означает совокупность взаимосвязанных элементов образующих единство (целостность). Для характеристики системного начала объектов обычно прибегают к принципам целостности, структурности, иерархичности, уровневости. Такой выбор принципов выделен и авторами, поясняющими понятие "система" в философском энциклопедическом словаре. Принимая указанную совокупность принципов системности, рассмотрим, как проявляются эти признаки в объектах-системах биологии, геологии, астрономии.

Системность объекта предполагает расчлененность на составные части и в то же время наличие связей между компонентами системы, именно взаимосвязь компонентов отличает систему от множества, от совокупности. Еще Секст Эмпирик заметил неодинаковость в организации тел: из тел одни состоят из предметов, связанных, как судно, цепи, фаланги, другие - из объединенных в одно целое, когда они держатся при помощи одного общего состояния, как растения и животные, третьи - из разъединенных, как хоры, войска, стада. Только объединенные в одно целое элементы составляют систему. Принцип системности гласит, что свойства системы как целого не определяются суммой свойств составляющих элементов, а есть нечто новое.

Объекты биологии, геологии, астрономии - это развивающиеся объекты-системы, и все они характеризуются таким общим свойством, как целостность. Например, в отношении биологических объектов выдающийся биолог-эволюционист И. И. Шмальгаузен писал, что организм не есть мозаика частей, органов или признаков. "Целое не получается суммированием частей, хотя бы и при участии какого-либо дополнительного фактора. Оно развивается одновременно с обособлением частей по мере прогрессивного усложнения организации. Нельзя говорить, что целое больше чем сумма частей. Мы вообще не имеем суммы, так как свойства частей сняты, а в целом мы имеем новые свойства. Организм не сумма, а система, т.е. соподчиненная сложная взаимосвязь, дающая в своих противоречивых тенденциях, в своем непрерывном движении высшее единство - развивающуюся организацию" [55].

Интегральной, а не аддитивной природой, целостностью характеризуются и космические системы. В. А. Амбарцумян отмечает, что астрономические явления не всегда сводятся к простой сумме микрофизических явлений. Это было бы грубой ошибкой. Когда мы имеем дело с таким большим количеством элементарных частиц, которые входят в состав звезд и галактик, то возникают качественно новые эффекты: статистические закономерности, которые определяют физические свойства вещества звезд и туманностей и происходящие в них термодинамические и газодинамические явления; эффекты, связанные с огромной ролью силы притяжения. Именно эти эффекты создают своеобразную специфику астрофизических явлений, делающую астрофизику областью науки, которая совершенно не похожа на лабораторную физику [56].

Целостное образование представляет в своем функционировании и геологическая система, она предстает как "замкнутый контур связи, объединяющий в единое целое все эндогенные и экзогенные геологические процессы: магматизм, текзогенез, выветривание, осадконакопление, метаморфизм и снова магматизм" [57].

Приведенные высказывания специалистов являются итогом конкретнонаучных исследований, в которых подтверждено, что целостность характеризует биологические, геологические, астрономические эволюционирующие системы. Но как она возникает? Сравнительный анализ процессов образования целостности в разных системах позволяет предположить, что наряду со специфическим, существует и универсальный механизм формирования целостности. Конкретнонаучные исследования показывают, что формирование целостности происходит параллельно с "расслоением" системы на уровни. Подтвердим сказанное.

Если рассмотреть историю становления геологических систем, то на фоне исторической первичности формирующихся в это же время геосфер, последовательность возникновения геологических систем имеет нарастающий по масштабу и сложности характер: минерал - горная порода - геологическая формация. Этап окончательного завершения становления геологической системы знаменует собой становление нового системообразующего отношения, самостоятельность которого связана с возникновением собственной (внутрилитосферной) дифференциации вещества. Здесь начинается геологический круговорот вещества и завершается образование новой целостности. Хотя минералы и горные породы исторически возникли раньше, чем геологические формации, но только в пределах последней возможно их устойчивое существование. Таким образом, формирование целостности, завершившееся с образованием самостоятельного системообразующего отношения, происходит параллельно с образованием уровней (составляющих целостности).

Аналогичный механизм образования целостности, но уже на материале биологических систем, выявляет И. B. Шмальгаузен. Он показал, что организм как целое совершенствуется в ходе и благодаря специализации частей его составляющих. Причем, чем больше специализация частей, тем больше они оказываются в зависимости друг от друга и от организма в целом. "Целое, несущее лишь общие функции, расчленяется на части с разными более специальными функциями, - писал И. И. Шмальгаузен. - Целое дифференцируется, а части специализируются. Однако эта автономизация выражается лишь в обособлении своей специфической функции. Жизнь любой части обеспечивается целым рядом общих функций..." [58].

Обобщая сказанное, можно утверждать, что развивающиеся объекты-системы, будь то биологический, геологический или астрономический объект, характеризуются таким универсальным признаком, как целостность, а процесс образования целостности связан с формированием уровней организации.

Действительно, целостность предполагает упорядоченность, наличие классов частей в противоположность хаотическому смешению элементов. В результате возникает иерархическая система, где все разнообразие элементов подразделяется на соподчиненные уровни организации. Это правило действительно оказывается универсальным для строения систем. Иерархичность организаций буквально бросается в глаза, когда обращаешься к биологическим, геологическим, астрономическим объектам-системам: клетка - организм - популяция - биоценоз в биологии; минерал - горная порода - геологическая формация в геологии; планетная система - галактика - скопление галактик - Метагалактика в астрономии.

Перечисленные иерархии будем называть природными, во-первых, потому, что они содержат в качестве элементов реальные природные, а не идеальные образования, во-вторых, потому, что иерархические связи зафиксированы в самой природе. Нет организмов вне клеток, популяций вне организмов, горных пород вне минералов, галактик вне звезд и т.д. То есть существует реальная, не зависящая от наших представлений, от той или иной концепции уровней последовательность организации, где соблюдается включенность предшествующих объектов-систем в последующие. Названные иерархии во всех трех случаях носят чувственно-конкретный, эмпирический характер, деление на соподчиненные уровни основано на наглядной пространственной локализации составляющих иерархии. Однако наглядность не объясняет того, как возникают природные иерархии (случайность это или закономерность) и какова их роль.

Для теоретического рассмотрения вопроса о биологической, геологической, астрономической системах характерно применение не только категории пространства, но и категории времени. Проблема заключается в том, что, несмотря на не вызывающую сомнения реальность составляющих названных иерархий, остается неясным механизм образования иерархичности в природе, следовательно, сохраняется проблематичность объективности иерархической организации. Небезосновательность такого вопроса подтверждается, в частности, тем, что нет однозначного критерия выделения природных иерархий.

В отличие от уже названной биологической иерархии, генетик Ф. Добжанский предлагает иную, более широкую по охвату иерархию: молекулярный уровень - уровень клетки - уровень индивида - популяции экосистемы. Причем, и этот вариант биологической иерархии далеко не единственно возможный. Сама множественность иерархических систем, прежде всего систем живого, свидетельствует о непроработанности концепции уровней.

Центральным оказался вопрос о том, каким путем осуществляется становление иерархий. Положения, которые мы попытается обосновать на основе интегрального анализа материала биологии, геологии, астрономии, заключаются в следующем: во-первых, иерархичность организации систем присуща самой объективной реальности, а не является результатом субъективной реконструкции; во-вторых, уровни объектов-систем не случайны, есть не свойство единичных форм материи, а универсальная закономерность, которая представляет способ и результат эволюции. В познании эта связь иерархичности и эволюции фиксируется тем, что переход от эмпирического к теоретическому отражению иерархичности природы заключается во введении категории времени в систематику.

Остановимся сначала на обосновании реальности, фиксированности в самой природе иерархической организации. В астрономии иерархичность космической системы обусловлена, во-первых, тем, что космические образования есть следствие гравитационных сил, они представляют собой реальные пространственные ассоциации, а не проекции на плоскость наблюдения; во-вторых, тем, что имеет место соподчиненность групп космических образований, только соподчиненность "наоборот" - объекты-системы более низкого уровня не существуют вне объектов-систем более высокого уровня. Так, можно допустить существование Метагалактики без звезд и планетных систем (например, на ранних этапах развития Вселенной). Астрофизики объясняют иерархичность космической системы распределением в пространстве гравитирующих масс. Эта идея получила косвенное подтверждение, когда на основании эмпирической формулы масс было предсказано три ступени космической иерархии, существование одной из которых согласуется с имеющимися эмпирическими данными. Теоретическое предсказание стало возможным на основе выявления объективной закономерности в организации космических систем, эта закономерность и объясняет образование иерархической структуры в космосе на определенном этапе эволюции.

Самое общее объяснение иерархичности природных систем попытался дать Г. Саймон. Он считает, что такая их организация не случайна, тем более она не является продуктом субъективного творчества. Иерархичность природных систем объективна, и причина ее в том, что среди всех сложных систем только иерархические располагают достаточным временем на развитие [59]. В процессе эволюции, утверждает Г. Саймон, сложные системы образуются из простых гораздо быстрее в том случае, когда существуют какие-то устойчивые промежуточные формы - блоки. Они-то и будут являться составной частью следующего уровня организации. Получающиеся в результате сложные системы имеют иерархическое устройство.

Объективность биологических иерархий можно считать общепринятым сегодня утверждением. Более того, подчеркивается, что иерархический принцип в живой природе выражен намного более ярко, чем в неживой, в частности, через обратные связи. Тот факт, что иерархичность является атрибутивным свойством жизни, подчеркивает академик В. А. Энгельгард [60]. Соглашаясь с Л. Берталанфи, он связывает иерархический порядок с дифференциацией, негэнтропийными тенденциями и другими фундаментальными процессами. Специфические детерминанты биологического порядка, указывает В. А Энгельгард, задаются по существу телеологически, как приобретение особями организации, целесообразной в функциональном плане. Это объяснение не подменяет, а дополняет причинно-следственное, согласно которому иерархический порядок возникает как результат интегративных процессов в ходе эволюции объектов - систем.

Таково мнение специалистов о причинах иерархичности биологических и астрономических систем. Сам факт существования иерархической организации в космосе, мире живого и геологической среде подтверждает не случайность такой структуры. Но связана ли иерархичность с развитием систем?

Универсальность развития только начинает обосновываться современным естествознанием, хотя и в разных аспектах. С одной стороны, идея глобальной эволюции подтверждается взаимодействием наук, обусловленным объективным взаимовлиянием космоса, геологической среды, биосферы друг на друга. С другой - она обосновывается через формализацию, установление универсалий, таких как целостность, иерархичность эволюционирующих объектов - систем.

Иерархическая связь характерна не только для природных образований (клетка - организм - популяция - биоценоз; минерал - горная порода - геологическая формация; планетная система - галактика - скопление галактик - Метагалактика), но и для составляющих теоретической классификации (систематики). Теоретическому рассмотрению вопроса о биологической, геологической, астрономической системах присуще, прежде всего, потеря наглядности, чувственно-конкретной определенности иерархий. Это видно и на примере истории систематики растений. На заре биологической науки Теофраст, классифицируя растения, выделял деревья, кустарники, полукустарники... В XVI в. Цезальпино сделал первый шаг к теоретизации классификации, выбрав в ее основание строение плода. К. Линней систематизировал флору, опираясь настроение андроцея (мужской части цветка), что еще более удалило систематику от наглядности, от чувственной (пространственной, как в случае природных систем) данности.

Вследствие утраты наглядности при построении систематик возникла проблема реальности таксонов - звеньев искусственных систем, групп объектов, которые объединены на основании той или иной общности свойств. Например, существуют сомнения относительно реальности видов, которые продиктованы, прежде всего, тем, что вид нельзя соотнести с конкретным объектом реальности. В отличие от всех других элементов природных иерархий вид не обладает какой-либо пространственной локализацией. Может ли это служить основанием для отрицания реальности видов?

Методологически ценный, на наш взгляд, подход к анализу проблемы реальности предложил Ю. А. Шрейдер. Он развивает идею А. А. Любищева: отказ от частной дихотомии "существует - не существует". Вопрос ставится иначе: "Существует, но как?". В этой связи вводится понятие модуса (способа) существования и утверждается прямая зависимость метода изучения предмета от модуса его существования. Попытаемся понять, каков модус существования видов. Биологи выделяют виды прежде всего по репродуктивному признаку (скрещиваемость), т.е. вид определяет изоляцию, но репродуктивную, а не пространственную. Виды существуют как единицы процесса, звенья эволюционной спирали.

С. С. Шварц объективную реальность видов подтверждает таким замечанием, если бы окружающий нас мир не состоял бы из видов, ограничивающих половое размножение относительно узким кругом гармонически развитых живых систем, эволюция остановилась бы, вероятно, на уровне бактерий, так как всеобщая панмиксия, основанная на случайных встречах особей, привела бы к массовому вымиранию случайно совместившихся несовместимых генотипов. Поэтому сомневаться в объективной реальности видов - это значит, сомневаться в объективной реальности эволюции [61].

Следовательно, виды существуют, но как? Вид - это теоретическое понятие, категория систематики, и поэтому виды лишены физической наглядности. В физическом смысле виды не имеют статуса реальности. В этом плане вид противопоставляется популяции, последнее понятие обозначает пространственно определенную совокупность особей, способную к самовоспроизведению, поэтому популяции включаются в природные иерархии наряду с клеткой, индивидом и т.д. Понятие "вид" сформировалось в связи с переходом к эволюционному, временному контексту. Именно в этой плоскости, в генетическом аспекте, вид не только абстракция, но и вполне реальное образование.

Возвращаясь к вопросу об универсалиях, обусловленных системной организацией развивающихся объектов, покажем, что существуют общие для трех рассматриваемых наук законы систематики (систематика как теоретическое отражение многообразия форм систем) и что эти общие законы систематики есть проявление единства эволюции природы.

Дадим сначала некоторые сведения по систематике. Объекты могут группироваться по самым разным признакам. Например, биологическая систематика растений и животных К. Линнея основана на морфологии организмов. В астрономии примером систематики являются звездные каталоги, они строятся по порядку звездной величины, обозначающей светимость звезд. Систематика галактик основана на классификации форм галактик. Периодическая система химических элементов - это та же систематика, основа которой электронное строение атома. То есть, в основе классификации во всех случаях лежат реальные свойства природных образований. В то же время формы системы Менделеева и системы К. Линнея, как очевидно, различны.

В систематике выделяют по крайней мере три вида систем -параметрические, иерархические и комбинативные. Параметрической называют систему, где элементы размещаются по одному или немногим признакам, ее пример - периодическая система элементов. Параметрическая система элементов изображается графически в виде винтовой линии на цилиндре (двумерная решетка таблицы Д. И. Менделеева есть проекция винтовой линии на плоскость). Иерархическая - наиболее известная форма систем, где исследуемое разнообразие последовательно разделяется на классы разного порядка. В основе данной классификации неравноценность, иерархия признаков, это видно на примере генеалогий. Графическое изображение иерархической системы - дерево. Наконец, существует комбинативная система, принимающая совершенную равноценность и независимость всех признаков. Здесь путем комбинирования всевозможных признаков получают многомерную решетку (сетку).

Как видно из сказанного, систематизация многообразия объектов весьма распространенный прием изучения природы. Систематика преследует цель способствовать ориентации в огромном разнообразии природных образований, поэтому при ее построении исходят из реальных свойств объектов.

В систематике разработано понятие "естественная система", чтобы обозначить, в какой степени та или иная искусственная система близка к реальности. А. А. Любищев под естественной системой понимал такую, где количество свойств объекта, поставленных в функциональную связь с его положением в системе, является максимальным. Следовательно, степень естественности системы возрастает по мере того, как возрастает число реальных наблюдаемых признаков объекта, описываемых и предсказываемых его положением в системе.

Например, место химических элементов в системе Менделеева определялось первоначально по атомному весу, но уже самому автору были известны такие элементы, которые не "вписывались" в классификацию. C развитием квантовой механики ученые выяснили, что свойства химических элементов определяются строением электронной оболочки атома. Число валентных электронов лишь в некоторых случаях совпадает с атомным весом, атомный вес соответствует не только числу протонов, но и нейтронов в ядре и, следовательно, не равен количеству электронов.

На этом примере можно убедиться, что систематика играет эвристическую роль не только как средство упорядочивания имеющегося материала, но и как "диагностик" наших представлений о реальном многообразии форм. Следовательно, систематика не субъективна, а таксономические признаки не произвольные понятия, они служат дескрипторами (от англ. "description" - описание), обозначающими реальный генетический механизм [62].

Существуют законы системы, отражающие не только генетический порядок, но и законы, детерминированные логическими, экологическими, статистическими, химическими и другими запрещениями комбинаций таксономических признаков. Возможные комбинации из заданного набора признаков образуют пространство возможностей. В процессе эволюции с приобретением признаков происходит усложнение формы реальных систем.

С ростом числа признаков у эволюционирующих объектов-систем происходит неизбежное уменьшение разнообразия систем вследствие роста запрещений. Этот реальный процесс отражается в систематике как вырождении таксономической сетки признаков. Между приобретением признаков в эволюции и увеличением числа признаков в таксономических системах имеется сходство, хотя в одном случае осуществляется естественный процесс, а в другом - его отражение в сознании человека. Поэтому, если у бактерий система имеет вид решетки, то у высших организмов, имеющих больше признаков, система вырождается в иерархию. Эту мысль о возникновении иерархии вследствие запретов поддержал А. А. Любищев, хотя допускал, что существует и "первичная иерархия", возникающая как результат дивергентного процесса образования форм.

А. А. Любищев видел в многообразии форм организмов проявление не только закона биологической эволюции, но и универсальных законов системы, существующих объективно и независимо от истории этих систем. Позднее в общей теории систем Ю. А. Урманцева были выявлены такие универсальные законы статики систем, т.е. законы систем, не обусловленные их историей [63]. Что касается модели Старка-Заварзина, то она рассматривалась А. А. Любищевым как возможный вариант совмещения структурного и исторического подходов. Сами же авторы неоднократно подчеркивали, что их модель - найденные закономерности между запрещенными комбинациями и общим числом признаков - хотя и является непосредственным проявлением системных законов (комбинации - не история), в то же время описывает эволюцию. Причем описывает в той мере, в которой эволюция, понимаемая как приобретение новых признаков, отражается в систематике [64].

Модель Старка-Заварзина универсальна, поэтому вскрытые в ней закономерности - это закономерности, связанные со структурообразованием в универсальном эволюционном процессе. Действительно, весьма неожиданное, если не стоять на позиции всеобщности и универсальности развития, проявление действия тех же закономерностей, приводящих к вырождению решетки в иерархию, продемонстрированных Г. И. Заварзиным на примере системы бактерий и более высокоорганизованных организмов, обнаружено в астрономии.

Сетчатая структура, как это выяснили космологи, характерна для распределения вещества на ранних стадиях космической эволюции. Согласно теории адиабатических возмущений, разработанной Я. Б. Зельдовичем и сотрудниками Института прикладной математики им. М. В. Келдыша АН СССР, космологи ожидали, что на ранних стадиях существования Вселенная представляла собой образование из обширных и тонких структур, так называемых "блинов". Поиски эстонских астрофизиков, направленные на эмпирическое подтверждение этой теории, привели к выводу, что не существует изолированных дискообразных сверхскоплений галактик, или "блинов", а имеется какая-то странная пространственная структура из цепочек галактик. Таким образом, иерархия "островного типа", существующая в масштабе от звезд до галактик, прекращается на стадии сверхскоплений. Дальше существует непрерывная сетка из сверхскоплений и цепочек галактик. На ранних стадиях развития "Вселенная имеет ячеистую структуру, которая образовалась до того, как сформировались галактики и скопления галактик" [65].

Напомним, что космические системы - это не идеальные конструкты, не результат отражения в сознании человека и не проекция на плоскость наблюдения, а реальные ассоциации. Поэтому проявление описанной закономерности для космических (пространственных) систем является физической, более наглядной интерпретацией универсальности той закономерности, которая выявлена впервые Заварзиным и Старком на биологическом материале: о существовании соотношения между ростом признаков объектов-систем и запрещенными сочетаниями признаков. Обобщая сказанное, приходим к выводу, что одним из общих свойств процесса структурообразования, как необходимого компонента эволюции, является иерархичность эволюционирующих объектов-систем. Она может быть следствием и историчности объектов-систем (например, блоки Г. Саймона), и системных закономерностей, проявляющихся в ходе эволюции объектов-систем (комбинации новых признаков и запретов). В обоих случаях эволюционный процесс в аспекте формообразования имеет, как показано, универсальные характеристики, всеобщие механизмы, закономерности.

⇐ Предыдущая18192021222324252627Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: