"Элементы эволюционной диатропики". Чайковский Ю.В

[Ivan]

Юрий Викторович Чайковский (р. 1940 г.) — русский историк науки, эволюционист и философ науки. Ученик С. В. Мейена.
Преподаватель медико-биологического факультета (МБФ) 2-го Московского медицинского института им. Н. Пирогова с 1965 по 1973.
Ведущий научный сотрудник Института истории естествознания и техники РАН (Москва), где работает с 1980 года. Автор 160 публикаций, среди которых две широко известные монографии «Элементы эволюционной диатропики» (1990) и «О природе случайности» (2001, 2004).



Чайковский Ю. В. Элементы эволюционной диатропики.




Книгу Ю. В. Чайковского «Элементы эволюционной диатропики» можно причислить к веховым книгам нашего времени. Изданная в 1990 году 1000-ым тиражом, сейчас она стала практически недоступна. Ввиду важности представленного в ней материала, ниже предлагается её небольшой конспект. Книга рассматривает феномен разнообразия. Сходства и различия, упорядоченность и случайность, в каких бы совокупностях объектов они не проявлялись, всегда проявляют общие свойства. Эта общность и составляет суть диатропики – учения о разнообразии.
Автор начинает с истоков – откуда вообще возникла проблема сходства и различия элементов, как её трактовали в разные времена, какими способами решали, какие при этом выявлялись преимущества, а также и недостатки.
Автор предлагает новый подход к решению этой проблемы как обобщающий весь опыт систематики, представляющий совокупность Жизнеформ как Целое, и называет его диатропическим.
Сам автор видит лишь начало этой работе. Будучи биологом, он разработал диатропический подход к систематике Жизнеформ лишь в своей области. Но он ясно видит, что на этом метод диатропики не ограничивается. Его следует расширить и распространить не только на биосферу, но и на планету Земля как Целое, учитывая при этом отклонения, привнесённые Человеком в связи с его самовольным вмешательством в Космические Потоки, искажающие их естественное самоорганизующее начало и катастрофически нарушающие баланс единой системы.
Автор критически подходит к устоявшемуся понятию нормы, её однобокости, субъективности, частности её утверждения. Даётся новое представление о норме как об адаптивном компромиссе. Все Жизнеформы не конкурируют, а напротив взаимоподдерживают друг друга в Целокупной системе как Едином Эвподиранте планеты Земля, проявляя сродство.
Очень интересна приводимая схема сопряжения микро- и макроструктур, где сама среда рассматривается как структура, и на неё также распространяются принципы диатропики, вследствие чего стирается грань внутреннего и внешнего.
Намечаются прогнозы нравственной экономики Человека, позволяющие адаптивно (равноправно, непротиворечиво), закономерно вписаться ей в Единую общепланетарную Жизнь. Представлен новый взгляд на творческий подход к знанию, к цели, к её достижению. Бытующий подход к творчеству обусловлен закрытым характером современной системы обучения, действительное творчество возможно только путём преобразования системы обучения в открытую.
Перспективы диатропики грандиозны, она включает в своё рассмотрение буквально весь комплекс окружающего разнообразия. Она позволяет уверенно предсказывать и прогнозировать, а потому и проектировать. Диатропика как Проект Общего Дела.

План представления рецензируемой работы:

1. Предварительное определение диатропики.
2. Что такое разнообразие и что такое сходство, их взаимообусловленность и немыслимость порознь.
3. Имеющиеся на сегодня модели истолкования разнообразия.
4. Норма
а) норма (прежнее представление);
б) экскурс в термодинамику (диссипативная самоорганизация разнообразия);
в) норма (новое представление);
г) адаптивный компромисс;
5. Подход к построению диатропической схемы (каталог – план – дерево – парк)
6. Диатропическая система (живое как целое).
7. Сродство.
8. Сопряжение макро- и микроструктур.
9. Упрощённость языка науки
10. Проективное приложение идей диатропики
а) подход к творчеству через открытое обучение;
б) согласование ритмов (экономических и экологических). Прогноз.

[Ivan]

1. ДИАТРОПИКА

«Модель прекрасного как бы рассыпана по всей земле, так что в каждом климате пребывает лишь часть её».
Бюффон, 1753 г.
«Есть основная форма, с помощью которой природа как бы всегда только играет и, играя вызывает многообразную жизнь».
Гёте, 1786 г.
«Все существа представляют естественные вариации прототипа».
Жак-Батист Робинэ 1766 г.

Чтобы сразу ввести в курс дела, приведём несколько определений, касающихся диатропики, данных Ю. В. Чайковским, как в представляемой книге, так и в некоторых других.

Диатропика (от греч. диатропос – разнообразный, разнохарактерный) – наука о разнообразии, т. е. тех общих свойствах сходства и различия, которые обнаруживаются в больших совокупностях объектов.

В диатропике есть правило: поскольку всякий объект входит в несколько рядов, то и рассматривать его надо во всех доступных рядах, а затем уж делать выводы.

Диатропика оперирует не отдельными фактами, а их рядами, сопоставляя их.

Диатропика оперирует рядом как понятием факта. И так же как факт не имеет смысла вне объясняющей схемы, так и ряд бессмыслен для диатропики без сопоставления с другим рядом, зато ряды для сопоставления могут быть взяты из самых далёких областей знания.

Диатропика – лишь аспект рассмотрения, состоящий в отказе анализировать отдельные факты, в готовности рассматривать только ряды.

Сопоставление рядов – элементарная операция диатропики.

Диатропика исходит из посылки: если есть ряд, значит, есть и проблема, поскольку ненадежные факты в массе могут составить надежный ряд.

Согласно диатропике, всякое понимание начинается с выстраивания ряда сходных явлений. Пусть они поначалу все непонятны, но если в их непонятности есть что-то общее, это и есть первый шаг к пониманию.

-------------------------

Первое живое образование (эобинот) ещё не обладало системой клеточного деления. По-видимому эобинот собирал оболочку из внешнего материала и разбирал её, отдавая этот материал обратно. Позже он включил в свою систему и изготовление упомянутого материала. Эобинот, не будучи изолирован пространственно, мог вместо возвращения вещества в геохимическую систему, передавать его от одной своей части к другой. Например, он мог использовать материал отслужившей части мембраны как источник энергии, т. е. как бы частично съедал сам себя. Когда эобиону пришло время разделиться на разные организмы, среди них были уже прообразы и растений (продуцентов), и преобразователей (консументов), и гнилостных бактерий (редуцентов).

[Ivan]

2. РАЗНООБРАЗИЕ

Вряд ли найдётся явление, которое было бы так же хорошо известно и так же плохо понимаемо, как разнообразие.
По-видимому, человек не может принять решение, не упрощая ситуацию, вот он и стремится обойти разнообразие. Однако обойдённые проблемы не исчезают, а лишь накапливаются, и настаёт момент, когда не замечать их больше нельзя.
Отношения различия и сходства <в системе> назовём диатропическими.
Простейшим способом отразить (а вернее, обойти) разнообразие всегда было усреднение. Мы привыкли усреднять всё, будто нас окружают не реальные объекты, а средние величины.
В предлагаемой книге развивается совсем другой взгляд, а именно – что разнообразие имеет свои собственные законы, достаточно общие и существенные, но не формальные и не строго однозначные. Разнообразие – не хаос, но и не космос: несмотря на общую упорядоченность, фундаментальную роль в нём обычно играет случайность. Она – как бы цемент, скрепляющий здание.
Вся наша жизнь требует разнообразия. Если бы оно вдруг исчезло, жизнь потеряла бы всякие ориентиры, а, может быть, стала бы вообще невозможной.
Феномен разнообразия всеобщ, и между любыми двумя системами существует как некоторое сходство (изоморфизм), так и некоторое различие (полиморфизм). Есть общее свойство любого многообразия – параллелизм, т. е. тенденция к сходству, обнаруживаемая между рядами объектов.
Диатропика оперирует рядом как понятием факта. И так же как факт не имеет смысла вне объясняющей схемы, так и ряд бессмыслен для диатропики без сопоставления с другим рядом, зато ряды для сопоставления могут быть взяты из самых далёких областей знания. Диатропика оперирует не отдельными фактами, а их рядами, сопоставляя их. Сопоставление рядов – элементарная операция диатропики.
Образно говоря, диатропика занимается теми различиями между сходным и теми сходствами между различным, на которые до сих пор обращали мало внимания.
Нас в большей мере будут интересовать параллелизмы, но не настолько полные, чтобы создавать периодические таблицы.
В качестве примера параллелизма укажем на типологическое сходство генетически далёких языков.

[Ivan]

3. МОДЕЛИ ИСТОЛКОВАНИЯ РАЗНООБРАЗИЯ

Платон признавал пять первоэлементов (по числу правильных многогранников) и дал им название стихии (стойхос – ряд).
Кстати, аналогия с буквами в древности проводилась далеко: разнообразие свойств материи некоторые мыслители объясняли сочетанием элементов так же, как разнообразие слов – сочетанием букв.

В современной науке есть пять моделей истолкования конкретного материала (разнообразия):
1) Схоластическая (трактующая природу как текст, как шифр).
2) Механическая (природа как машина, как часы).
3) Статистическая (природа как баланс средних величин)
4) Системная (природа как организм).
5) Диатропическая (природа как сад, ярмарка).

Галилей и Кеплер видели мир как книгу (1), Ньютон и Лаплас – как часы (2), Дарвин и Максвелл – как баланс случайностей (3), Вернадский и Янч – как организм (4). Пятая модель ещё не осознана научным сообществом.
Именно во взаимосвязи моделей, а не в замене одной на другую, видится мне понимание природы.
Грубо говоря, систематикой называют науку о различиях организмов, а морфологией – о сходствах, тогда как диатропика должна включать их синтез.
Лейбниц: «Всякую часть материи можно представить наподобие сада, полного растений, и пруда, полного рыб. Но каждая ветвь растения, каждый член животного есть опять такой же пруд».
Что касается пятой, диатропической, модели, то она ещё не осознана научным сообществом, хотя отдельных высказываний, подобных высказыванию Лейбница о саде и пруде, в литературе встречается немало.
Итак, мы имеем три типа упорядочивания – линейный, параллельный, иерархический. Этой тройки достаточно, чтобы сформулировать проблему разнообразия: в чём причина сходства и различия между объектами, и как их естественно упорядочивать?

Без «грамматики биологии» было бы почти невозможно сказать, что общего между всевозможными параллелизмами, в её же свете видно, что все они подчиняются простой схеме: У разных таксонов общие мероны.
(Справка:
Таксон – группа дискретных объектов, связанных той или иной степенью общности свойств и признаков. В настоящее время в систематике обязательны следующие таксоны: 1. вид; 2. род; 3. семейство; 4. отряд; 5 класс; 6 тип; 7. царство.
Мерон – класс частей. Например: мерон «конечность» – не конкретная рука, или лапка, или плавник, а множество всевозможных конечностей. Отдельный организм не может обладать меронами, ими обладает только группа объектов).
В 1862 г. Герман Гельмгольц говорил о необходимости организации знания по грамматическому образцу. «Системы представляют, так сказать, основной фонд научного достояния человечества» Он говорил, что хорошая система не просто каталог, а инструмент к предсказанию.
По какому бы способу ни составлялись словари (алфавитные, окончаний, частотные, синонимические и пр.), всегда обнаружится параллелизм слов – потому что другие, не использованные для классификации признаки, будут заявлять о себе на каждой странице. Так же и в биологии: по каким бы правилам ни создавать систему, другие, неучтённые закономерности, выступят как параллелизмы.
То что разные члены ряда изменчивости <взять, например, ряд глаголов> объединяются одной тенденцией, одним правилом преобразования, даёт возможность предсказывать и искать недостающие члены. Эту повторяющуюся последовательность состояния мерона, подчинённую одному правилу преобразования, назовём рефреном.
Лучше всего обследованы языковые рефрены (например, формы спряжения глаголов по лицу и времени).
Итак, биологическому языку предложено нечто вроде грамматики: словом в ней служит мерон, осмысленной фразой – архетип (и соответствующий ему таксон), грамматическим правилом – рефрен; а связным текстом может служить или таксон более высокого ранга, или экосистема, или, к примеру последовательность сменяющих друг друга видов – смотря о чём идёт речь.
Пока что намечен аналог грамматической морфологии (теории построения слов), а аналог синтаксиса (законы соединения слов), то есть теорию связи меронов в архетип ещё предстоит создать.

[Ivan]

4. НОРМА

а) НОРМА (прежнее представление)

Не будучи в силах схватить мыслью разнообразие, неискушенный наблюдатель ищет в нём чего-то простого, устойчивого и в то же время достаточно существенного, словом, чего-то нормального.
Самое простое – извлечь из разнообразия один, чем-то приглянувшийся элемент, и называть его нормой.
Понимание нормы как норматива (или соглашения) очень старо и проще всех усваивается, оно легко смыкается с житейским «сделай как положено».
Часто физиологической норме пытаются дать определение в терминах кибернетики.
Сам по себе баланс (стабилизация) достижим без следящих систем: цыплят, например, выводили в инкубаторах задолго до появления термометров. Однако надёжнее, когда подогрев регулируется, и проще всего это достигается, если нагреватель выключается и включается автоматическим термометром. Существенно, что таки путём можно стабилизировать температуру инкубатора, но – не ток через нагреватель, именно скачки его стабилизируют температуру.
В частности в экологии колебания численности организмов усиливаются в том случае, если численность популяции хозяина регулируется только одним паразитом.
Нет надобности предполагать наличие особой системы стабилизации для каждого параметра, который мы видим стабилизированным: если стабилизированы потоки через систему, то внутренние параметры стабилизированы сами собой.

[Ivan]

б) ЭКСКУРС В ТЕРМОДИНАМИКУ
(диссипативная самоорганизация разнообразия)

Согласно классической термодинамике (её теперь чаще называют термостатикой), устойчиво только состояние хаоса.
А какой же тогда фактор усложняет биосферу как целое? Ведь она одна единственная и извне не управляется. Извне она получает только потоки вещества и энергии, в общем одни и те же во все эпохи, а вовсе не информацию о нынешних путях усложнения. В своё время Джеймс Максвелл предложил мысленный эксперимент: пусть крохотный «демон» производит «отбор» быстрых молекул, открывая перед ними дверцу сосуда, и закрывая её перед остальными – тогда газ в сосуде будет нагреваться без затраты энергии извне. Позже было доказано, что «демон Максвелла» – самообман: на распознавание быстрых молекул надо затратить не меньше энергии, чем на подогревание газа. В 1964 г. Айзек Азимов остроумно назвал естественный отбор «демоном Дарвина» – за (столь же подозрительную) способность повышать сложность организации без притока внешней информации.
До сих пор процесс выступал как отклонение от равновесия, но следует признать, что настоящая эволюция – это движение как таковое (не выразимое в терминах равновесия), а вовсе не отклонение от равновесия.
Системолог Эрих Янч (1975 г.) писал: «Западная наука привыкла исходить из неподвижных схем как чего-то исконного, строить всякое движение как мысленную последовательность состояний, тогда как естественнее считать движение первичным, а всякое состояние – как мысленно остановленное движение. Традиционная динамика, строившая движение как последовательность кинокадров, бессильна понять, почему движение может быть направлено к некоторой цели, и поэтому вынуждена ссылаться на внешние влияния либо в форме отбора, либо – управления, либо – замысла.
Наоборот, системная динамика, считая понятие движения первичным, легче приводит к пониманию работы и цели систем, как велосипед легче удержать, когда он едет. Направленность движения удивительна только для стороннего наблюдателя, но вполне естественна для наблюдателя, движущегося вместе с системой».
Сто лет считалось азбучной истиной, что миром правит закон возрастания энтропии (меры беспорядка), тогда как он верен лишь при довольно жёстких условиях, а именно вблизи термостатического равновесия и (что уж совсем нереально) при отсутствии силовых полей (К. Э. Циолковский назвал гравитацию главным антиэнтропийным фактором). Если система далека от равновесия (например находится в потоке) и притом описывается существенно нелинейными уравнениями, то в ней могут сами собой образовываться упорядоченные структуры.. Их называют диссипативными структурами (ДС), поскольку они существуют за счёт рассеяния (диссипации) внешней энергии в окружающей данную систему среде.
Простейшая ДС возникает в ванне с водой, когда вынута пробка. Хотя самопроизвольное движение воды по кругу невероятно, но при достаточно мощном стоке вода закручивается, причём водоворот имеет свои онтогенез (воронка формируется постепенно) и память (закрутившись влево, не изменит направление). ДС немыслима без движения, она существует как побочный результат потока. Она вбирает в себя элементы до этого друг другу чуждые, тем самым в ней реализуется сродство частей к целому. Заслугой школы Пригожина была демонстрация общности феномена ДС (механические, тепловые, химические процессы, а также их аналогия с биологическими).
Суммарная энтропия всякой системы растёт (второй принцип термостатики сохраняет силу и в термодинамике). Человек, например, для поддержания своих 70 кг тела разрушает за жизнь 20 тонн органики, а саму органику образуют на Земле растения, рассеивающие для этого в тепло солнечную энергию столь же расточительно (при фотосинтезе в химическую энергию переходит менее 3% солнечной энергии). Тем самым усложнение (градация) структур – не отбор «исключительных ситуаций», а побочный эффект термодинамического (но не термостатического) процесса деградации солнечной энергии и (в меньшей мере) веществ Земли.
Коль скоро Земля пребывает в потоке солнечной энергии, а уравнения взаимодействия существенно нелинейны, то обязательно будет то тут, то там происходить самосборка сперва молекул, затем их комплексов, затем более сложных структур, вплоть до живых – вот идеология новой термодинамики в вопросе начала жизни.
Тем самым жизнь возникла вовсе не из «молекулярного хаоса», поскольку такового в чистом виде никогда не было – среди хаоса всегда были ДС. Коль скоро законы самосборки достаточно общи, то нечего удивляться параллелизму, так как сходные процессы должны порождать и сходные структуры – вот первый вклад термодинамики в проблематику разнообразия. Однако важно понять не только то, почему организмы сходны, но почему они различны более чем условия их существования. Есть соображения, по которым рост разнообразия видов вполне естествен – как следствие общего роста энтропии в системах из многих ДС; видообразование в подобных построениях рассматривается как нечто вроде фазового перехода (замерзания воды и т. п.), а такие переходы возможны только скачком.
Сразу отметим, что всё это – вольные аналогии, а не доказательства: новая термодинамика разработана для узкого круга физико-химических систем, где самоорганизация выражается в очень простых явлениях – устойчивых колебаниях, ячеистой структуре и т. п.
Тем самым, даже простые аналогии очень полезны, полезны, поскольку впервые показали, каким путём возможна самоорганизация без «демонов». При этом возможны интересные обобщения.

<Примечание. Пожалуй, здесь уместно вспомнить многократные высказывания Бориса Леонидовича об организующем воздействии мысли на среду: «если вы замечаете, что ваша мысль действует на среду организующе, то вы улавливаете ритм и гармонию...», «рост цели – свидетельствует о правильности выбора...», «окружающие нас условия порождены самой сущностью нашей психики...», «сама жизнь создаст необходимые условия для реализации...», то есть здесь везде говорится о том, что мысль как поток обязательно создаёт структуру, и всё это разные градации одного и того же явления.
Можно предположить, что если «сквозь» общество (а ныне это как бы хаос разрозненных ДС) пропустить достаточно мощный, единонаправленный «поток Идеи», а единонаправленность при этом будет определяться общностью (озарение, например, Общим Делом в Фёдоровском смысле), то неизбежна самосборка (в этом как бы «хаосе») качественно новых диссипативных структур (ДС)>.

Неизбежно не только самовозникновение структур, но и их градация (обычно её неудачно называют иерархией): по мере накопления в сложной системе многих ДС одного уровня сложности, они сами становятся элементами новой, более сложной системы, образуются более крупные ДС.

[Ivan]

в) НОРМА
(новое представление)

Будем рассматривать биологическую систему (клетку, орган, организм, экосистему и т. п.) не как набор разнородных следящих систем, а как открытую термодинамическую систему (термин «открытая» означает, что через неё текут потоки веществ, энергии, и, возможно, имнформации). Баланс открытой системы заключается в том, что стабилизируются потоки через систему, а стабильность внутренних параметров достигается при этом сама собой.
Итак, понятие нормы осмысленно только для целостной системы. Далее, в области нормы нет смысла рассматривать одни параметры как причины, а другие – как следствия, поскольку они для наблюдения равноправны. Это обстоятельство относится равно и к клеткам, и к организмам, и к их сообществам; и называется «логикой ценоза», сменяющей в теории систем привычную причинно-следственную логику. Эта новая логика ещё совсем не разработана, но очевидно, что разрабатывать её имеет смысл только для систем с достаточно богатым внутренним разнообразием – ведь сама идея равноправия переменных возникает при исследовании систем, в которых каждый параметр имеет богатое множество регуляторов (и сам соответственно служит регулятором для многих).
Спенсер (1820 г.) на ряде примеров показал, что «однородное неустойчиво». Через сто лет экологи признали, что слишком однородные экосистемы действительно неустойчивы. Например, северные (бедные видами) экосистемы подвержены частым численным колебаниям.
Но тезис Спенсера также говорит, что для устойчивости нужна некоторая неоднородность, но никак не безграничный рост разнообразия.

Стабильность можно считать нормальным явлением только тогда, когда стабильны внешние воздействия на систему – в противном случае нормальная система просто обязана изменяться, чтобы подстраиваться к переменам.

[Ivan]

г) АДАПТИВНЫЙ КОМПРОМИСС

Понимание нормы как оптимального поведения в игре позволяет сформировать ряд понятий, имеющих более общее значение, чем сам игровой подход. Первое такое понятие – адаптивный компромисс – заведомо шире, чем та антагонистическая схема, которой мы его иллюстрировали. Оно заставляет отказаться от одномерного понимания нормы: приспособление обычно не состоит в подгонке какого-то одного параметра к требованиям среды – приемлемая область его значений зависит от всей системы организм-среда. В этом адаптивный компромисс.
Дарвин признавал только экологическую форму контроля, да и её – лишь в форме «борьбы за существование», мы же сейчас знаем множество поведенческих и физиологических форм ограничения численности.
Засилие двумерных (плоских) графиков, должных иллюстрировать общие (многомерные) процессы, долго не давало натуралистам увидеть главное – конфликт и неустойчивость.
Сказанное позволяет, наконец, через 120 лет ответить на возражение Усова: вводить случайность в рассмотрение детерминированного процесса вполне уместно, но вот называть одно состояние нормой, а другое аномалией, исходя из одних лишь частот наблюдений, в самом деле нельзя. Функциональная норма определяется не статистически, а эко-физиологически, причём обычно приходится говорить о нормальности или аномальности не отдельных объектов (элементов), а их разнообразий. Жизнеспособное разноообразие можно считать нормальным, равно как нормален и всякий его жизнеспособный элемент.