Шрифт:
Примечание. Я думаю, что генетический код, как и все «гениальные находки жизни», возник и утвердился в результате жесточайшей конкуренции и естественного отбора. Живые существа, наделенные другими способами кодирования наследственной информации, просто не выдержали конкуренции и вымерли. Разумеется, высказанное соображение не более чем гипотеза. Никаких подтверждений для него мы не знаем. Но оно и не противоречит изложенным выше принципам самоорганизации материи и согласуется с ними. Если это так, если жизнь возникла или существует в других мирах, в других частях Вселенной, то вовсе не обязательно, что ее генетический код, то есть структура ее наследственной памяти, будет такой же, как и на Земле. В других условиях более надежной может оказаться иная форма хранения и передачи наследственной информации. Возникновение наследственной памяти, взаимосвязанное с появлением биологической смерти как естественного явления и с редупликацией, то есть способностью воспроизводить себе подобных, означало появление качественно новых возможностей для расширения многообразия организационных структур материального мира. В самом деле, конечность существования отдельного организма сама по себе обеспечивает высокий уровень изменчивости и, следовательно, адаптацию к изменяющимся условиям и «открытие» возможностей более эффективно совершенствовать способы освоения внешней энергии.
Особую роль в эволюции жизни играет история развития нервной системы. Говоря о нервной системе, мы неизбежно вступаем в область кибернетики или, точнее говоря, теории управляющих систем. Ведь вместе с жизнью возникает и целеполагание, и целенаправленная деятельность, прежде всего стремление сохранить свою стабильность, свой гомеостазис.
Мы не раз уже употребляли понятие «гомеостазис», и настало время уточнить его смысл, тем более что это понятие очень широкое и разными специалистами трактуется по-своему.
В медицине и биологии, говоря о гомеостазисе, имеют в виду внутреннюю стабильность, внутреннее равновесие организма. То же, если речь идет о системе живых существ, например о популяции. Но для той популяции не менее важна и оценка внешних характеристик окружающей среды, их соответствия возможностям функционирования живой системы. Этот контекст более важен для данной работы, и именно в нем мы и будем в дальнейшем использовать понятие гомеостазиса.
Условимся называть границей области гомеостазиса (или просто гомеостазиса) данной живой системы множество – линию, поверхность, гиперповерхность в пространстве параметров внешней среды, отделяющей область их значений, внутри которой существование живой системы возможно, от остального пространства. Переход из области гомеостазиса через ее границу означает прекращение возможности существования данного организма, данной живой системы.
Когда мы говорим о тенденции к сохранению гомеостазиса, то мы имеем в виду стремление живого организма или системы организмов расширить границы возможностей своего существования. Это может быть достигнуто двумя путями. Во-первых, организм может так изменить свои собственные характеристики, что становится способным существовать в более сложных условиях, то есть расширить зону гомеостазиса за счет своих внутренних возможностей. Во-вторых, он, чтобы отодвинуть опасную границу, может изменить саму внешнюю среду, ее параметры.
Эволюция живой природы использует, разумеется, обе эти возможности. Другими словами, живые существа стремятся не только сами адаптироваться к окружающей среде, но и изменить эту среду так, чтобы ее характеристики в наибольшей степени соответствовали их возможностям существования.
Чтобы обеспечить свой гомеостазис, живое существо должно обладать целым рядом свойств. Во-первых, оно должно быть способным оценивать свое положение по отношению к границе гомеостазиса. Но для этого необходимы специальные устройства. В физиологии они называются рецепторами. Если использовать терминологию теории управления, то мы должны сказать, что для сохранения своего гомеостазиса живое существо должно обладать специальной информационной системой. В простейшем случае рецепторы – это датчики (как гироскоп у автопилота), информирующие организм о его состоянии и состоянии окружающей среды.
Далее, информация, полученная датчиками, должна перерабатываться и оцениваться. Наконец, на основе проведенного анализа должно приниматься определенное решение. Вот все эти функции и реализует нервная система, которую мы с полным правом можем назвать системой управления организмом, ибо она выполняет все перечисленные функции, которые присущи любой управляющей системе.
Следует заметить, что нервная система – это не единственная управляющая система, которой обладает организм. Функции управления в достаточной степени рассредоточены (как во всякой сложной управляемой системе, целиком централизованное управление невозможно). К числу других управляющих систем организма относится, например, эндокринная система. Но нервная система, «возглавляемая» мозгом, занимает в жизнедеятельности организма совершенно особое место.
Самая трудная для понимания и исследования функция системы управления – это акт принятия решений. Именно он ответствен за образование обратных связей, существующих в организме и связывающих организм и окружающую среду. Благодаря этой функции нервной системы организм способен не только определять свое положение по отношению к границе гомеостазиса, но и вырабатывать определенную совокупность действий, компенсирующих нежелательные отклонения от «нормы».
Хотя природа сформировала цепочки обратных связей еще на самой заре жизни, люди поняли их принципиальное значение и начали сознательно использовать сравнительно недавно – лишь при проектировании технических систем для придания устойчивости их работе.
Наверное, интуитивно люди уже давно прибегали к использованию принципа обратной связи – вспомним поведение рулевого на любом судне. Но первой технической системой, в которой сознательно реализовался принцип обратной связи, послужившей к тому же основанием для создания большой современной науки (Теории управления техническими системами), был регулятор Уатта. Создателями этой теории принято считать инженера И. А. Вышеградского (бывшего при императоре Александре II министром финансов Российской империи) и знаменитого английского физика Дж. К. Максвелла. Они разработали математическую теорию этого регулятора независимо друг от друга в конце сороковых годов прошлого века.