72960-1 (Виды материи, их эволюция и масштабные соотношения)

Виды материи, их эволюция и масштабные соотношения

С. С. Воронцов, к.т.н., с.н.с. Института Теоретической и Прикладной Механики СО РАН, г. Новосибирск

- “У эволюционной теории имеется еще один любопытный аспект - каждый полагает, что он понимает ее”.

Жак Мона (Jacques Monad), Спенсеровская лекция.

“История нам не принадлежит, но мы принадлежим ей. Самоосознание индивида есть только блик в замкнутых кругах исторической жизни”.

Gadamer, Truth and Method, p.245.

В настоящее время в связи с нарастающими экологическими, энергетическими и экономическими проблемами вопрос о соотношении масштабов и динамике развития пространственных, временных и иных параметров для различных видов материи – косной, биологической, разумной – из сферы чисто академического интереса приобретает важное практическое значение. К сожалению, пока нет теоретических работ, построенных на фактическом материале механизмов генетических, биологических и социальных процессов и прогнозирующих долговременную динамику биологического прогресса в экосистеме Земли. В предлагаемой Вашему вниманию работе сделана попытка проявить возможные пути рассмотрения проблемы и сделать прогноз на основе самых общих соображений. Эти проблемы нужно ставить и решать еще и потому, что из условия непрерывности процесса следует признать, что, несмотря на сильное изменение форм, при переходе к современным этапам развития социума продолжает идти процесс внутривидовой биологической борьбы за существование, но не в ландшафтной среде, а в сферах производства и распределения материально-энергетических ресурсов. Процессы глобализации ведут к все большей централизации управления социальным процессом, и бурно развиваются механизмы взаимовлияния популяций – экономического, информационного и иных. С одной стороны, унификация параметров популяций – гомогенизация - в долговременном процессе могут привести к значительным потерям генофонда человечества. Уменьшение же разнообразия способов поведения в общем случае сужает адаптационные возможности человечества как вида при изменении внешних условий. С другой стороны, пользуясь централизацией управления, стихийность этого процесса может быть преодолена при его организации на основе стратегий и идеологий, выработанных из знания грядущих угроз и эволюционных тупиков. “Эволюционная теория (психологии, В.С.С.) вполне может стать каркасом, внутри которого социальные науки смогут вырабатывать согласованные, комплиментарные парадигмы поведения, подобно тому как различные дисциплины естественных наук опираются на законы, которые отличаются комплиментарностью, согласованностью и неконфликтностью” [5].

Начнем с рассмотрения временных соотношений как наиболее важных, остальные параметры будут по необходимости анализироваться в динамике их развития. Основные типы материи, исключая промежуточные, определим в соответствии с классификацией [1] как косную, биологическую и разумную. Эта классификация в основных чертах соответствует рассмотрению В.И.Вернадского [2]. Рассмотрение динамики переходов видов материи одной в другую как этапов развития большой системы будет опираться в основном на концепцию А.М.Хазена [3], динамики энцефализации и эволюции разумной материи – на работы [5,6].

Хотя это и непросто сделать, но совсем коротко изложим суть концепции мироустройства А.М.Хазена [3]. На всех уровнях организации материи существуют общие принципы ее структурирования. Системный уровень образуется элементами, сформировавшимися в результате структурирования элементов предыдущего уровня, например, уровень атомов – уровень молекул – уровень кристаллов - и т.д. Характер структурирования определяется количеством, энергией и правилами отбора возможных связей между элементами, образующими системный уровень. Принципы структурирования определяются фундаментальными законами природы: наименьшего действия, сохранения энергии, роста энтропии - и описываются параметрами: действие – энтропия – информация, определяющими вероятности существования устойчивых элементов на каждом системном уровне при определенном наборе условий. В этом случае снимается противоречие, связанное с парадоксом неравновесности при переходе с одного уровня на другой, то есть условия равновесности выполняются для каждого уровня, и статистические вероятности существования элементов реализуются для определенных условий. Чем более сложные элементы образуются на уровне в результате вероятностной реализации разрешенных связей, тем уже становится диапазон параметров их существования, то есть снижается потенциальный порог разрыва связей. Закон роста энтропии выполняется для системы в целом всегда, не требуется вводить понятия негэнтропии. От себя добавим, что в этом случае, задавшись системой возможных связей, можно определить диапазон оптимальных условий существования наиболее сложных элементов, например, для кремнийорганических структур. Для углерода, очевидно, условия на Земле оказались близки к оптимуму, так вот нам повезло.

Теперь перейдем собственно к теме работы.

Возраст Метагалактики, как и нашей Галактики, по данным физической космологии составляет th ~ (10 – 20)х109 лет [4]. Приведем сокращенную таблицу основных событий эволюционного процесса из [5], в ней в 1 столбце для наглядности представлен масштаб времени из соотношения: 1 секунда – 100 лет.

Обратим внимание на два обстоятельства.

Возраст Солнечной системы составляет 4550 млн. лет и возраст биологической материи 4000 млн. лет, в то время как со времени образования первых звездных систем до зарождения Солнечной системы прошло 8000 млн. лет. Из высокой вероятности наличия условий зарождения биологической материи во Вселенной [3] и временного масштаба эволюции следует, что на многих планетах возможна эволюция жизни до ее высших, разумных форм. В этом случае биологический прогресс должен привести к появлению следов деятельности внеземных цивилизаций. Но такие следы не обнаружены, хотя в этом направлении предпринимались целенаправленные исследования.

Солнечная система движется по орбите вокруг центра галактики со скоростью, отличающейся от скорости большинства других звездных систем. Поэтому она “достаточно долго” не подвергалась воздействию факторов, которым часто подвергаются системы, находящиеся в рукавах нашей спиральной Галактики. Именно это обстоятельство способствовало сохранению относительно стабильных физических условий существования и эволюции биологической материи. Но даже в этих аномальных для подавляющего большинства звездных систем условиях наблюдаются кризисные периоды (245 и 65 млн. лет до н.в.), связанные, скорее всего, с космическими факторами и характеризующиеся большими потерями генофонда и массы биологической материи.

Эти обстоятельства свидетельствуют о том, что биологический прогресс, вероятно, не приводит к экспансии разумной материи на масштабы преобразования энергии и вещества, превышающие геофизические. Следовательно, имеются механизмы деградации разумной и биологической материи, связанные с эволюцией их внутренних параметров или с катастрофическими воздействиями косной материи.

Условия для возникновения жизни на Земле сформировались 4 миллиарда лет назад. Отбор генов при их репликации и обменом с внешней средой на ранних стадиях, приведшие к возникновению живых организмов во всем их многообразии, оставим здесь без обсуждения ввиду скудности достоверной информации о механизмах этого процесса. Хотя спектр генного состава исходного живого вещества очень важно знать, так как для появления первых рептилий, имеющих нервную систему, потребовалось 3700 млн. лет эволюции. В этот период, очевидно, произошло основное накопление разнообразия генного состава биосферы, дальнейшая эволюция продолжалась на этом фундаменте. И с этого момента количество перешло в качество, темп эволюции резко увеличился. После катастрофы конца Пермского периода для расцвета сухопутных рептилий потребовалось всего 70 млн. лет. Для их эволюции до катастрофического исчезновения природа отвела период в 170 млн. лет, то есть примерно столько же, сколько потребовалось теплокровным животным для эволюции до разумной формы материи. Что помешало нейронной системе рептилий развиться до разумных форм? Или отсутствовали внешние условия для развития в этом направлении, или были ограничения, связанные с особенностями анатомии и морфологии их организмов? Существует гипотеза Дейла Рассела о том, что один из видов рептилий – стенонихозавры – развился до разумных форм за 12 млн. лет, но доказать эту увлекательную гипотезу едва ли будет возможно.

Процесс энцефализации – ускоренного развития головного мозга и психики у предков человека – начался всего навсего около 500 тыс. лет назад. Значительный отрезок времени этого процесса занял последний Ледниковый период, который обусловил колебания климатических условий в сравнительно широких пределах. Каковы были предпосылки внутривидового отбора, обусловившие развитие головного мозга от состояния приматов до его нынешних параметров у человека? В работе [5] отмечаются два из них. Во первых, предки человека – так же, как и современный человек, - были глубоко социальными животными, поэтому доминирование вожака в группе и доминирование группы в сообществе были важными параметрами выживания. Это создавало необходимость создания коалиций, приводило к формированию так называемого “макеавелианского” мышления с элементами Гоббсовской агрессии, то есть к развитию способности интригами и другими аналогичными действиями сплачивать группу вокруг лидера, а сообщество вокруг лидирующей группы. Это стимулировало развитие коммуникационных механизмов, основной из которых – вербализация информации, речь. Второе обстоятельство – колебания климатических условий. Для передачи потомству способов поведения, способствующих выживанию в этих условиях, потребовалось развитие функции обучения, теснейшим образом связанной с формированием структур мозга. Этот же процесс еще более усиливал требования к ускоренному развитию функций вербализации информации и к выработке “чувства причинности”, то есть созданию синтетических моделей элементов окружающей среды, развитию явления инсайта [7]. Качественный скачек в этом процессе – децентрация, понимание отдельности организма человека от других элементов природы, его смертности. Индикатором наличия этого явления может считаться появление первых погребений. В терминах философии это явление означает появление субъект – объектных отношений, в терминах теософских концепций – это изгнание из Рая. Поэтому у многих людей мысли о возврате к слиянию с природой или богом вызывают в структурах мозга биохимический процесс, приводящий к выделению эндогенных опиатов. Это генерирует близкое к наркотическому состояние, соответствующее религиозному экстазу, что, в свою очередь, способствует созданию на этой основе очень устойчивых мифологических представлений. Вот такой рудимент.