Общая модель физической эволюции биосистем для самосохранения биосистема вынуждена функционировать и взаимодействовать с окружающей средой таким специфическим образом, чтобы уровень энтропии ее структур, необходимых для жизнедеятельности, не повышался. Повышение же уровня энтропии этих структур выше некоторого порога приводит к дезорганизации биосистемы и ее смерти
Предпосылки физической модели эволюции биосистем • 1) функционирование, направленное на самосохранение; • 2) функционирование, направленное на сохранение популяции (только популяции организмов, обладающих этим свойством, могли выжить в процессе эволюции); • 3) наконец, у организмов, стоящих на достаточно высокой ступени развития и имеющих элементы высшей нервной деятельности, - не связанное непосредственно с утилитарными биологическими потребностями, но, возможно, имеющее значение для выживания организма и (или) популяции в будущем (например, стремление к получению не необходимой в данный момент информации, то есть, познавательная деятельность).
В физическом плане самосохранение характеризуется поддержанием определенного уровня упорядоченности, то есть сохранением структуры • функция энтропии • d. A + Simidni = d. U - Td. S, где Si - алгебраическая сумма по i, A - работа внешних сил; mi - химический потенциал поступающего в систему или уходящего из нее i-го вещества; ni - количество молей iго вещества; dni - изменение их количества в результате химических реакций или массообмена со средой; U внутренняя энергия системы; T - абсолютная температура; S - энтропия системы. • В том случае, когда среднее количество вещества в системе (биосистеме) и ее состав не меняются (нет роста), удобно считать, что член химической энергии dni также входит в d. A.
Таким образом, в отличие от процессов типа кристаллизации, при которых понижение уровня энтропии системы происходит вследствие уменьшения внутренней энергии системы, в случае живых систем это понижение есть следствие того, что система является функциональной и «умеет» использовать энергию внешних сил, а также способна находить новые источники энергии. для самосохранения в реальной среде с непредсказуемым образом меняющейся ситуацией необходимо не только • а) обладать инструкциями (программами) функционирования, направленными на потребление определенных видов энергии при некоторых конкретных условиях среды, но и • б) уметь в незнакомой ситуации находить новые способы, новые инструкции функционирования, то есть обладать способностью экспериментировать (у организмов с развитой нервной системой в ряде случаев достаточен лишь мысленный эксперимент, что в эволюционном плане, несомненно, прогрессивнее).
свобода выбора • в поведении и мышлении и, отсюда, поиск новых инструкций функционирования имманентное свойство живого. Иначе говоря, свойство поиска новых инструкций функционирования, «свобода воли» присущи всему живому, а осуществление тех или иных свободных действий - это одна из основных причин уникальности любого человека, любого живого существа.
избыточная активность • Удовлетворение этой имманентной для живого «страсти к свободе» требует дополнительной, избыточной активности (своего рода, - игры) по сравнению с той активностью, которая необходима просто для механистического выживания в той или иной предсказуемой среде. Однако, говорить о том, что такая избыточность в целом невыгодна нельзя, поскольку результатом может явиться упреждающее обучение правильному, адекватному поведению при некоторых, не встречавшихся еще обстоятельствах, что способствует успешному существованию в течение будущей жизни. Избыточность важна также и в эволюционном аспекте: именно случайно найденные в результате проб и ошибок новые инструкции функционирования, говоря иным языком, «новые знания» , могут помочь в выживании последующих поколений живых существ.
обучение • Разумеется, что упомянутый выше поиск и выбор новых способов функционирования производятся, вообще говоря, среди ограниченного количества вариантов. Он производится в некотором поле выбора, определяемого сложившейся ситуацией и имеющимся индивидуальным и эволюционным опытом. Количество в принципе допустимых вариантов может быть больше. • Понимая слово «обучение» в широком смысле, можно сказать, что оно возможно не только при наличии нервной системы и в онтогенезе, но и на основе использования иных механизмов памяти, например, генетической, то есть в филогенезе. Его результат при этом проявляется как возникновение в эволюции новых линий.
свойство обучаемости • Процесс эволюции может рассматриваться как постепенное обучение живого все большему количеству способов существования; обучение при этом не обязательно связано с разумом
Скачать презентацию Общая модель физической эволюции биосистем для самосохранения биосистема
Тогунов.pptx