И.В. Бурковский - Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистем (1119242), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Известно, что чеммелководнее и обширнее водоем, тем продуктивнее. Кроме того, чем меньшепо площади и мельче водоем, тем важнее роль факторов внешних по отношению к нему, тем больше его зависимость от других элементов ландшафта (Одум,1975).Глава 1. Экологическая система391.8. СистемаСистема — совокупность взаимодействующих элементов, обладающая целостностью и эмерджентными свойствами. В результате взаимодействий будущие состояния системы ограничены по сравнению с априорными возможностями. Те. описание поведения всей системы может быть короче, чем перечисление возможных состояний всех частей системы. Взаимодействия ограничивают поведение частей (части теряют от вхождения в систему) и создают новыекачества их совокупности, несводимые к сумме свойств частей (эмерджентныесвойства).
Аналогия: общество, армия, тюрьма, которые лимитируют поведение индивида. Элемент теряет в свободе, но получает от системы гарантию своего существования, благодаря подпитке энергией взаимодействий; в противномслучае системе грозит распад и превращение в хаос.Так как каждый процесс в системе зависит от воздействия оказываемогодругим компонентом, то активность системы, по-видимому, регулируема илинаходится под контролем обратной связи. Если так, то их можно квалифицировать как кибернетические (самоуправляемые, самоорганизуемые) системы. Ещелучше их называть «каузальными системами» — зависимыми (Rosen, 1985).
Вэтой связи различают понятия омникаузальности (приоритет целого над частями: свойства частей определяются свойствами целого, свойства данной системы — свойствами системы высшего порядка) и парткаузальности (свойства системы определяются ее частями (Михайловский, 1992).Согласно физическим законам число состояний открытой (диссипативной)системы ограничено изначально доступной потенциальной энергией; вероятность повторения идентичных ситуаций пренебрежимо мала: система всегдаобновляема. Вся Вселенная является системой, состоящей из элементов, принадлежащих к конечному количеству классов, и между этими элементами возможно также лишь ограниченное число взаимоотношений, что и проявляется ввиде законов природы.
На этом основано убеждение в объективной познавательное™ науки.Система всегда изменяется. Отсутствие жесткости является свойством, безкоторого любая система не может существовать. Когда мы рассматриваем набор компонентов жестко связанных между собой — мы видим единичный объект,а не систему.
Система динамична. Теория относительности объясняет отсутствие жесткости в структуре Вселенной ограниченной скоростью электромагнитных волн, не допускающих мгновенных взаимодействий. Квантовая теорияпризнает, что небольшие системы могут существовать в отсутствие равновесия, их поведение не определяется строго макросистемами, в которые они входят, и это также помогает обеспечить необходимую пластичность.По этой и некоторым другим причинам, определение границ системы довольно произвольно, но оно обязательно должно удовлетворять требованию:связи внутри системы сильнее, чем снаружи.40И.В.
Бурковский. Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистем1.9. Структура и функцияСтруктура является вещественной характеристикой системы: это упорядоченность, противопоставляемая хаосу. Структура — пространственная конфигурация, воспринимаемая нашими органами чувств, прежде всего зрением, илиприборами. Структура есть состояние материи, взятой в отрыве от динамической функциональной стороны ее бытия. Она сопряжена с наличием симметриив системе и символизирует ее стабильность (Лима-де-Фариа, 1991).Функция является энергетической характеристикой системы: это неотъемлемое свойство структуры, проявляемое в динамике.
Функция — поток энергиимежду двумя или несколькими структурами. Она приводит к канализации динамических процессов и сопряжена с наличием асимметрии, поскольку согласновторому закону термодинамики движение энергии возможно только в направлении от более концентрированной к менее концентрированной форме. Так каквсе вещество экосистемы включено в систему энергетического обмена, трудноразделить форму и функцию, они взаимообусловлены (Лима-де-Фариа, 1991).Глава 2.
Возникновение и развитиефизической и биологической организации.Ранняя эволюция биосферыБиологическая организация и ее эволюция есть продолжение физической ихимической эволюции. У неё есть прошлое. Жизнь и биосфера возникли не напервичной физической и химической основе, а на достижениях предшествующей продолжительной (более 10 млрд. лет) эволюции Вселенной. И жизнь в полной мере унаследовала свойства и тенденции развития неживой природы, придавим большее ускорение и многообразие.В развитии всех вещественно-энергетических систем (система — единственная известная нам форма организации материи в пространственно-временном континууме), наблюдается много общего, в частности, эволюция физических, химических, биологических и экологических систем идет в направлении возрастающей сложности (разнообразия) и устойчивости.Этот процесс неравномерный.
В саморазвитии вещественно-энергетических систем весьма продолжительные периоды сравнительно плавного изменения, характеризующиеся относительной равновесностью системы (балансом),сменяются краткими (мгновенными в масштабе времени существования системы) периодами ее разрушения в точке бифуркации, как правило, в силу внутренних причин, которые могут совпадать с внешними факторами и усиливатьсяими.
В точке бифуркации — наиболее неравновесном, флуктуирующем и разрушающем состоянии, система совершенно непредсказуема. За ней следуютпроцессы новообразования, при этом выбор направления дальнейшего развития системы совершенно случаен. Новая система строится на основе новой спонтанно возникающее!) информации (отсюда непредсказуемость системы в точке бифуркации), но включает многие элементы от старой системы, следуя закону сохранения вещества и энергии.
Возникновение нового — это не повторныйакт сотворения, а результат предшествующей эволюции и перегруппировки элементов в процессе самоорганизации системы на основе новой информации (см.гл. 10).2.1. Возникновение и развитие физическойорганизации (космогония)Уровень современной физики позволяет «прокрутить» время как киноленту назад. Ретроспектива показывает, что расширение Вселенной началось около 15-20 млрд. лет назад в результате взрыва из одной точки, в которой концентрировалось всё вещество (Ровинский, 1995; Сажин, 2002).Каким было исходное состояние Мира перед взрывом, каков механизм взрыва, откуда получена энергия, переданная веществу, что было с пространственно-временным континуумом в экстремальных условиях «Начала» — эти и дру-42И.В. Бурковский.
Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистемгие вопросы остаются пока на уровне гипотез. Одна из них состоит в том, чтоМир был представлен веществом и антивеществом, энергией и антиэнергией,компенсирующими друг друга. Исходное состояние перед «Началом» не являлось точкой в математическом смысле, оно обладало своеобразными свойствами, выходящими за рамки научных представлений сегодняшнего дня (Ровинский, 1995). Это начальное состояние было самым простым из известных нам, иподчинялось пока неизвестным нам законам.В какой-то момент исходное состояние стало крайне неустойчивым (точкабифуркации) и породило Большой Взрыв — скачкообразный переход в состояние расширяющейся Вселенной.
Взрыв длился 10~ секунды — неуловимоемгновение! Результатом Большого Взрыва стало появление сгустка очень плотного и очень горячего протовещества, сосредоточенного в области с предельномалыми размерами. Температура в сгустке — 10 К°, плотность — 10 г/см . Всовременной Вселенной самые высокие температуры не превышают значений10 К°, наивысшая плотность составляет 10' г/см . Образовавшийся сгустокможно назвать хаосом. Частицы в сгустке обладали огромной кинетической энергией, что предопределило взрывной процесс расширения вещества.По мере снижения температуры и плотности вещества в сгустке нарастали сложность вещества и упорядоченность его структур.
Первые этапы усложнения вещества проходили на субатомном уровне. В начальном плазмоподобном сгустке не было ни водорода, ни гелия — элементов, составляющих около98 % массы наблюдаемой Вселенной. В первые 3 минуты существования Вселенной плазмоподобный сгусток развивался по цепи: лептоны - кварки - бозоны - протоны - нейтроны - атомы водорода и гелия. В физике этот процессрасписан по секундам (Вейнберг, 1981а).Дальнейшее развитие элементарных структур шло к достижению все болеевысоких уровней упорядоченности и сложности. Движущей силой процесса служили глубинные свойства вакуума и вещества и особенности их проявления вусловиях начального периода развития (Вейнберг, 19816).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
