Название: Теорія еволюції (системний розвиток життя на Землі) - Огінова І. О.

Жанр: Біологія

Рейтинг:

Просмотров: 1527

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 |



1.6. Біфуркаційні механізми

 

Вдалині від стаціонарного стану перестають діяти всі минулі доробки системи, спрямовані на збереження стаціонарного стану, вона ніби

забуває своє минуле; попередньо вироблені форми пам’яті, що станови ли основу підсистем інформаційного управління, перестають бути діє вими. Для цього стану немає універсального закону, згідно з яким мож на було б передбачити майбутнє системи. Вона повинна загинути або віднайти і зберегти нову структуру з іншими потоками речовини, енер гії, інформації та режимами функціонування.

Кожна з випадкових флуктуацій може корінним чином вплинути на систему в стані біфуркації, радикально змінивши її майбутнє і спричинивши вибір одного з кількох альтернативних шляхів розвитку, що стає незворотним (рис. 1.1). Виникає "стріла часу", з’являється різниця між минулим, сьогоденням і майбутнім. Система та відповідні процеси стають асиметричними не тільки у просторі, а й у часі. Її існування набуває нового змісту і виникає можливість говорити про розвиток. Сис теми, що виникають внаслідок цього, часто називають дисипативними, підкреслюючи їх зв’язок із розсіюванням (дисипацією) енергії, котра передує самоорганізації. Суттєвим при цьому є те, що виділення енергії

при руйнації одних систем може стати поштовхом для виникнення інших структур, які зможуть використати цю енергію.

Відповідні процеси формоутворення розгортаються надзвичайно швидко. Причини: у біфуркаційній точці система стає нестабільною і нібито має безліч можливостей для подальшого розвитку, стаючи надзвичайно чутливою до будьяких зовнішніх впливів. Саме від них і за лежить суттєвим чином конкретна реалізація того чи іншого варіанта. Ситуація у біфуркаційній точці настільки екстремальна, що система прос то не має часу послідовно перебирати всі можливі варіанти структури та

функції, з яких переважна більшість не відповідає локальним просторово часовим умовам і супроводжується значним розсіюванням речовини, енергії та інформації. В таких випадках спонтанне утворення стійких структур стає неможливим. Сама по собі може виникнути тільки система,

в якій відповідні показники мінімізовані відповідно до конкретних умов довкілля. Це робить процес формоутворення майже блискавичним.

Отже, процес самоорганізації складних систем здійснюється через

постійне порушення симетрії та через зростання асиметрії, що приводить систему до якісно нового стаціонарного стану. При цьому прискореними темпами буде модифікуватися тільки одна, найбільш пластична і важлива для даного моменту, ознака, що може забезпечити максимальне убування

 

ентропії для всієї системи. Одночасне перетворення всіх ознак суттєво гальмувало б ефективність системних процесів самоорганізації.

Біфуркаційні механізми створюють умови, що є найбільш сприятливими для прискореного розвитку. Саме вони спричинюють форму вання багаторівневих систем, які потім неодноразово відтворюють аде кватні зовнішньому середовищу реакції. Чим більше біфуркаційних точок проходить система у своєму минулому, тим універсальнішою вона стає.

 

Рис. 1.1. Симетрична біфуркаційна діаграма:

у разі λ < λс існує одне стале рішення;

якщо λ > λс, існує два сталі рішення (шляхи а і b),

попередній сталий стаціонарний стан "забувається")

 

Виходячи з вищевикладеного, можна дійти висновку, що будьяка матеріальна система може перебувати в таких основних станах:

1.   Стаціонарний (врівноважений) стан, який у першому наближенні відповідає гомеостазу і підтримується ресурсами системи. Ці ре зерви використовуються адаптаційними механізмами для утримання системи в певному "коридорі" функціонування та розвитку за допомо гою від’ємних зворотних зв’язків.

2.   Збуджений  стан,  який  пов’язаний  із  суттєвим  відхиленням

(флуктуацією) системи від стаціонарності й пошуком нових можливос

тей для збереження цілісності. Спричинюватися ці процеси можуть як внутрішніми, так і зовнішніми поштовхами. Такі нестаціонарні дисипа тивні системи стають матеріалом для еволюції: саме в них стрибкоподі бно формуються якісно нові потоки (кругообіги, цикли) речовини, енер гії та інформації. Тут діють біфуркаційні механізми, що зумовлюються додатними зворотними зв’язками, які спричинюють системні зміни в тому ж напрямку, в якому діють фактори, що вивели систему із стаціо нарного стану. Неврівноваженість і нестійкість, що виникають у відкри тій системі внаслідок її взаємодії з довкіллям, із часом не ліквідуються, а, навпаки, посилюються. Зрештою це призводить до руйнування попе редньої симетрії. Система починає перебудовувати свою структуру, змінюючи поточний рівень гомеостазу. Так, завдяки додатним зворот ним зв’язкам визначається майбутня стійкість системи після переходу через біфуркаційну точку.

3.   Рефрактерний стан, в якому перебуває новоутворена система,

поступово переходить у стаціонарний, встановлюються нові адаптацій ні механізми підтримки заново набутого гомеостазу. Одночасно скла даються й нові способи збереження необхідної для цього інформації, що змінюються не стільки кількісно, скільки якісно. Заново формуються відповідні різновиди пам’яті, що забезпечує систему принципово інши ми, ніж попередні, можливостями у засвоєнні матеріальних, енергетич них та інформаційних потоків. Встановлюється новий стаціонарний режим функціонування на іншому ієрархічному рівні.

З кожним переходом через біфуркаційну точку зростає гнучкість систем і суттєво збільшуються їх резервні можливості, що закріплюються в різних формах пам’яті. Завдяки накопиченню все більшої кількості якісно нової інформації системи можуть успішніше долати наступний виток розвитку. Вдосконалюються керівні параметри, внаслідок чого різко під вищується ефективність функціонування відповідної структури.

Складні керуючі системи набувають здатності підтримувати певну співвіднесеність інтенсивності роботи різних підсистем, сприяючи фор муванню ієрархічних відносин. Вони, у свою чергу, дають можливість урізноманітнювати реакції системи на зміни довкілля, що суттєво приско рює будьякий розвиток.

Таким чином, самоорганізація складних систем зумовлюється постій ним чергуванням різноспрямованих процесів і неодмінно поєднує в собі риси детермінованості (спадковості) й стохастичності (мінливості). Відсут

 

ність будьякої з цих складових унеможливлює подальші системні пере творення. Стохастичний характер причинності сукупно з біфуркацій ними механізмами може розвести як завгодно далеко навіть найближчі (практично ідентичні) структури.

Додаткову неврівноваженість у процеси самоорганізації матеріаль них, енергетичних та інформаційних потоків можуть привносити й ціл ком детерміновані системи, що мають атрактор.

 


Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: