Опря В. Р.
Энтропия, развитие и сознание
Предисловие
В сознании обычного человека европейской цивилизации, силы ответственные за созидание и силы ответственные за разрушение разграничиваются. По этой логике, светлые силы создают, а темные разрушают. Возможно поэтому, когда в середине девятнадцатого века ряд ученых физиков разработали концепцию энтропии и обнаружили явления, при которых увеличение энтропии ведет к разрушению, именно энтропия была назначена ответственной за все процессы разрушения, а позднее, все процессы созидания стали объясняться ее противоположностью - негэнтропией. Именно в связи с подобным толкованием энтропии в современной физике, философии и целом ряде других наук, возникла масса проблем. По сути, увеличение энтропии, то есть, энтропийные процессы, это естественный ход вещей - движение физической системы от менее вероятного состояния к более вероятному состоянию. Тогда как негэнтропийный процесс это движение от более вероятного состояния к менее вероятному. И когда естественный ход вещей связывается с разрушением, а процессы, идущие с усложнением структуры, объявляются противоречащими естественному ходу вещей, оказывается что появление и развитие жизни столь невероятный процесс, что совершенно непонятно, как она вообще могла возникнуть, и почему возникнув, продолжала в течение миллиардов лет развиваться. Непонятно, как могло возникнуть человеческое сознание и человеческая культура. И непонятно, как могла возникнуть эта физическая вселенная, в которой мы все живем. Ведь, согласно существующим космологическим теориям, в первый момент существования эта вселенная находилась в состоянии сингулярности, то есть, состояла из одной частицы. В состоянии сингулярности вся вселенная содержала один бит информации, а затем, она начала расширяться, и возникло все то разнообразие, которое мы наблюдаем в настоящее время. И, если естественный ход вещей состоит в разрушении, то, как это разнообразие могло возникнуть? На чем основывается убеждение, что созидание и усложнение структуры не может быть естественным процессом? В первую очередь, на ряде мысленных экспериментов, термодинамических моделях и теоретических предпосылках, в которых физическая система рассматривались как множество абсолютно твердых шариков сталкивающихся в пространстве друг с другом. Согласно исходным данным такой физико-математической модели, эти твердые шарики взаимодействуют между собой соударясь и при этом не меняют своих свойств. Легко представить себе вместо таких шариков множество атомов инертного газа. Если в пустую комнату (отдельную, герметично изолированную емкость) выпустить значительное число таких "шариков", то наиболее вероятным сценарием развития будет равномерное заполнение этими частицами всей комнаты. А вот обратное действие, то есть, если эти частицы сами начнут втягиваться в сосуд, из которого их выпустили, представляется весьма маловероятным. Маловероятным представляется вариант развития событий, когда распределенные в комнате частицы затем сами соберутся в одной ее половине, а вторая половина опустеет. Так же, маловероятно, что частицы обладающими такими свойствами, как в этой модели, начнут собираться вместе и выстраивать сложную структуру. Скорее наоборот, любая уже выстроенная структура должна последовательно разрушаться. Если представить себе, что все вещество нашей физической вселенной описывается подобной моделью, то все крупные объекты уже давно должны были разрушиться, и вещество должно было тонким слоем распределиться по всему пространству, а звезды погаснуть. Но этого не происходит, поэтому можно сделать вывод, что в этой модели чего-то не хватает. Точно таким же, весьма маловероятным, с точки зрения этой модели, будет ситуация, когда большинство частиц разобьется на стабильные пары, которые будут двигаться в пространстве вместе. Что это? Это модель газа, молекулы которого состоят из двух атомов, например H2 или O2. Модель не учитывает тот факт, что отдельные частицы взаимодействуют между собой не только путем соударений, а также то, что взаимодействуя, частицы могут образовывать устойчивые структуры, в которых физические свойства "твердых шариков" меняется не только количественно, но и качественно. Здесь нет вопросов к термодинамике и статистической физике, цепям Маркова и теории процессов, эти направления описывают определенный класс явлений и делают это хорошо. Не все явления могут быть качественно описаны как простое взаимодействие множества жестких частиц. Во многих случаях, контактируя, эти частицы взаимодействуют и качественно изменяют свои свойства, а еще образуют системы, которые имеют качественно другие свойства, чем просто собрание множества твердых частиц. Модели термодинамики хорошо описывают определенное состояние системы, в котором она распалась на множество отдельных жестких и достаточно независимых друг от друга частиц. Но вот вопрос, может ли любая физическая система быть описана подобным образом? И еще вопрос, применим ли вывод о том, что естественный ход вещей это всегда разрушение, к любой физической системе? В данной статье я привожу примеры развития разных систем, физических, биологических, социальных и информационных. И на этих примерах показываю, что естественный ход вещей, эволюция системы от менее вероятного состояния к более вероятному, может приводить к организации и усложнению системы. В сценариях развития всех этих систем есть ряд общих принципов. Похожие сценарии можно проследить и в развитии нашей цивилизации, и в развитии сознания отдельного человека. И, если рассматривать происходящее в данном ключе, оказывается, что развитие жизни на Земле, и развитие сознания человека, тоже энтропийный процесс, движение от менее вероятного состояния к более вероятному. И тогда появление жизни оказывается не просто достаточно вероятным процессом, а процессом ожидаемым, при наличии определенного ряда факторов.
Глава 1
Энтропийное развитие
1.1. Фазы развития физической системы
В 19-ом веке ряд исследований привел физиков к принятию концепции развития всех физических систем от менее вероятного состояния к более вероятному состоянию. Обычно эта концепция формулируется так: в любой замкнутой физической системе уровень энтропии со временем увеличивается. В этой формулировке понятие энтропии - величина переменная. Существуют различные трактовки этого понятия. Одна из этих трактовок связывает повышение энтропии с движением от менее вероятного состояния системы к более вероятному. Другая трактовка связывает повышение уровня энтропии с разрушением системы и потерей полезной информации. По этой версии, любое развитие системы от менее вероятного состояния к более вероятному состоянию, это всегда ее разрушение. Представления о том, что естественное развитие системы всегда предполагает ее разрушение, возникли тоже в 19 веке, в результате экспериментов с газовой средой и позже были развиты в статистической физике. Однако эти представления противоречили ряду других теорий, например, эволюционной теории Дарвина, теории возникновения нашей физической вселенной в результате Большого Взрыва и предположению о самопроизвольном возникновении жизни на Земле. Позже была разработана концепция негэнтропийных процессов, то есть процессов идущих от более вероятного состояния к менее вероятному. Согласно этой концепции, негэнтропийные процессы происходят на фоне энтропийных. Например, внутри Солнца идет глобальный энтропийный процесс - ядерный синтез, превращение атомов водорода в атомы гелия и атомы, имеющие еще больший вес. Часть энергии, выделяющейся при этом энтропийном процессе, достигает Земли и в результате этого на поверхности Земли стал возможен негэнтропийный процесс - развитие жизни. При этом, указывается на то, что в целом, в системе Земля-Солнце, энтропийные процессы преобладают. Но даже с принятием теории о том, что негэнтропийные процессы могут развиваться на фоне процессов энтропийных, вероятность возникновения и развития жизни на Земле оказывалась исчезающе малой. И основной причиной было то, что все процессы развития и усложнения биологических систем рассматривались как противоречащие естественному ходу вещей. Поэтому, многими учеными жизнь на Земле стала рассматриваться как совершенно уникальное явление, скорее всего, единственное во всей Галактике. Некоторые данные привели меня к убеждению об ошибочности этих, уже ставших традиционными представлений, которые связывают рост энтропии с обязательным разрушением системы и потерей полезной информации. Более того, я пришел к убеждению, что негэнтропийные процессы, например такие, как случайные флуктуации, гораздо чаще приводят к разрушению, чем к организации системы. К организации системы приводит постепенная и длительная эволюция, которая время от времени сопровождается скачкообразными переходами в новое состояние. Но эти переходы, если они конструктивны, подготовлены постепенной и длительной эволюцией. Поэтому напрямую связывать негэнтропийные процессы с увеличением организации системы представляется неверным. Конечно, влияние негэнтропийных процессов на организацию существует, и его необходимо учитывать. Но чаще всего организация системы происходит в результате энтропийных процессов, при которых каждый последующий шаг - логическое продолжение предыдущего, и каждое последующее состояние системы это одно из наиболее вероятных продолжений ранее достигнутых состояний. На мой взгляд, представления о связи организации систем с негэнтропией, а их разрушения с энтропией, возникли в результате специфических экспериментов и описывали определенное состояние физических систем, но распространение полученных результатов на состояние любой физической системы, было некорректным. Ниже, на примере типичных сценариев развития различных систем, физических, биологических, информационных и социальных, я кратко изложу свои представления об альтернативном подходе к концепции энтропии и энтропийному развитию систем. Физические системы очень разнообразны. Наша физическая вселенная в целом является физической системой, и звезды являются физическими системами, и планетные системы, и еще физическими системами являются множество процессов происходящих вокруг нас. И все эти системы появляются, развиваются и исчезают. И, несмотря на большое разнообразие физических систем, в своем развитии они все проходят через ряд характерных фаз. Для примера, рассмотрим эти фазы на примере развития физического облака. Наглядным примером такого облака, может служить облако дождевое, или облако межзвездного газа. Конечно, нагляднее рассматривать дождевое облако, но следует учитывать, что принятая в метеорологии морфологическая классификация облаков значительно отличается от приведенной здесь. Рассмотренные здесь фазы развития облаков далеко не учитывает всего разнообразия условий, при которых возникают и развиваются дождевые облака. Предпосылкой возникновения дождевого облака является наличие ряда физических и химических факторов. Наличие воздуха с определенным газовым составом, определенным давлением, определенной температурой и влажностью. Имеет значение скорость изменения физических условий, скорость ветра и величина турбулентности потоков. Некоторые облака образуются в восходящих потоках воздуха. Другие облака в нисходящих. Всех эти нюансы здесь не учитываются, а поэтому, рассмотренная ниже классификация развития облака значительно проще той, которая принята в метеорологии и построена по другим принципам. Итак, любое развитие облака начинается в тот момент, когда масса воздуха достигает состояния "точки росы", которая является функцией определенных значений температуры, давления и газового состава. В этот момент облако еще не существует и возникнет, только если начнет уменьшаться давление или снижаться температура. До этого момента вся масса воздуха однородна и прозрачна. 
Первая фаза развития облака начинается с конденсации паров вокруг центров конденсации в форме маленького туманного пятнышка. Таким центром конденсации может быть частичка пыли (это может быть техногенный выброс, пыль поднятая ветром или метеоритная пыль) или ионизированная космическими лучами частичка. Плотность такого образования в сечении близка по форме к форме колокола. Точно определить границу этого образования очень сложно, потому что его плотность очень постепенно уменьшается к краям и не имеет четкой границы. 
Во второй фазе развития это туманное облачко несколько расширяется и в его центре появляется ядро с примерно одинаковой плотностью. В отличие от первой фазы развития, в которой существуют преимущественно центростремительные силы, притягивающие к центру окружающие частицы влаги, то во второй фазе в ядре устанавливается состояние динамического равновесия, появляются уравновешивающие друг друга и противоположно направленные силы. Когда таких центров конденсации много, то в воздухе уже можно наблюдать слабый туман. 
Третья фаза развития облака характеризуется быстрым увеличением его размеров за счет присоединения к облаку влаги из окружающего воздуха. Кроме того, в этой фазе, облако, расширяясь, поглощает окружающие ее мелкие облака, находящиеся во второй и первой фазах, если они существуют, или сливается в единое туманное облако с такими же образованиями. 
Быстрое расширение облака продолжается до тех пор, пока оно не достигнет критических размеров, либо, пока оно заполнит все доступное пространство, и окружающий воздух уже не будет содержать влаги, способной присоединиться к облаку. Тогда наступает четвертая фаза развития облака, его расширение замедляется, и границы становятся более четкими. Облако приходит к статическому равновесному состоянию. 
Пятая фаза развития облака характеризуется тем, что внутреннее равновесие, характерное для четвертой фазы, нарушается и внутри облака намечается внутренняя структура, области с большей и меньшей плотностью, появляются внутренние потоки и течения. Внешне облако меняется мало, основные изменения происходят внутри. 
В шестой фазе развития облака в ней развивается выраженная внутренняя структура в виде ряда выделенных центров, которые могут обладать различными свойствами. При этом у облака сохраняется общая менее плотная внешняя оболочка. 
Седьмую фазу развития облака можно характеризовать как начало распада облака как единого целого. В этой фазе его внутренняя структура усложняется и в нем появляется большое количество локальных уплотнений, возрастает турбулентность. Выделенные центры начинают "расползаться" и распадаться на множество составляющих. 
И наконец, восьмая фаза характеризуется конденсацией пара в капли воды и выпадения влаги из облака в виде дождя, а затем, и полное разрушение облака. 
Я уже указывал, что процесс развития реального дождевого облака, значительно сложнее. И чаще всего это развитие происходит неравномерно, в одном большом грозовом облаке могут сосуществовать области находящиеся в разных фазах развития. Например, в нижней части облака уже может идти активное образование дождя, а в это время, верхняя часть облака еще достаточно стабильна. На процесс эволюции облака могут оказывать сильное влияние внешние факторы. Так, например, резкое падение давления воздуха может привести к тому, что облако, в котором уже началось образование выраженной внутренней структуры, вновь начнет расширяться. Подобная классификация фаз развития представляется достаточно подробной и при этом, развитие системы в каждой из восьми фаз имеет свои специфические особенности, характерные не только для цикла развития дождевого облака, но и множества других систем. Например, по той же схеме можно классифицировать возникновение планетарной системы из газопылевого облака. В этом случае, непосредственно образование планет будет отнесено к восьмой фазе развития. Восемь фаз развития по этой классификации можно разделить на две группы. Первая группа, четыре фазы, с первой по четвертую, это фазы экстенсивного развития, то есть развития направленного на расширение физической системы в пространстве, завоевание внешних ресурсов и на увеличение количества содержащихся в ней элементов. Вторая группа, фазы с пятой по восьмую, определяют интенсивное развитие физической системы, развитие, направленное на изменение внутренней структуры системы. Эти восемь фаз, если речь идет не только о дождевом облаке, а об абстрактной физической системе, можно определить следующим образом. Экстенсивное развитие: 1. Единство / формирование системы как единого целого. 2. Борьба противоположностей / определение векторов и центров роста. 3. Активная фаза экстенсивного роста / расширение пространственных границ и увеличение числа элементов. 4. Пассивная фаза экстенсивного роста / замедление скорости расширения. Интенсивное развитие: 5. Равновесие / определение пространственных границ развития. 6. Внутренняя борьба / определение векторов развития. 7. Активная фаза интенсивного развития / усложнение внутренней структуры и активное использование внутренних резервов. 8. Пассивная фаза интенсивного развития / исчерпание внутренних резервов и разрушение внутренней структуры. ЭКСТЕНСИ'ВНЫЙ [тэ], ая, ое; -вен, вна, вно [латин. extensivus] (книжн). Направленный не вглубь, а вширь, не собранный в одном направлении, рассеянный; противоп. интенсивный (книжн). ИНТЕНСИ'ВНЫЙ [тэ], ая, ое; -вен, вна, вно [латин. intensivus] (книжн). Напряженный, усиленный. И. труд. Интенсивная деятельность. Интенсивно (нареч) работать. Дающий наибольшую производительность. Интенсивные системы сельского хозяйства. И. метод. Другими словами. Экстенсивное развитие - развитие за счет расширения территорий, расширения области влияния, размеров, массы, количества. Интенсивное развитие - развитие за счет усложнения внутренней структуры, за счет более рационального использования имеющихся ресурсов. Приведенная последовательность развития физического облака это полностью энтропийный процесс, но он включает в себя не только разрушение, но и организацию, усложнение структуры. В характеристике восьмой фазы написано: "исчерпание внутренних резервов и разрушение внутренней структуры". Отчасти, это согласуется с представлениями об увеличении энтропии, как о пути к разрушению, но это тоже не вполне верно. Восьмая фаза может быть разрушением, а может быть переходом в качественно иное состояние, в котором развитие системы продолжается уже на новом уровне. В физике, химии, информатике и ряде других направлений науки есть понятие величины энтропии. Что это такое, подробнее рассмотрим немного позже. Одно из основных понятий этой концепции состоит в том, что физические системы развиваются от менее вероятного состояния системы к более вероятному состоянию. Если рассмотреть, как развивалось облако, фаза за фазой, то окажется, что каждый раз это система развивалась от менее вероятного состояния к более вероятному состоянию. Маловероятным является быстрое образование системы, при котором отдельные фазы пропускаются или меняются местами. Например, в первой фазе было маловероятно, что система вдруг сразу возникнет в "готовом" виде, система формируется постепенно. В первой фазе развития только формируются центры, которые потенциально могут стать центрами развития системы. Когда сформированы условия для спонтанного появления этих центров, их появление это наиболее вероятный сценарий развития. Во второй фазе уже сформирован такой центр развития, достаточно стабильный, чтобы потенциально объединить вокруг себя окружающие частицы, но еще не способный к активному расширению. Возникновение такого стабильного центра - необходимый шаг в развитии системы, пока не сформируются внешние условия для возникновения стабильного центра и пока, в результате случайных флуктуаций, такой центр не образуется, система не будет развиваться дальше. Затем, когда система начинает расширяться, она развивается тоже по наиболее вероятному сценарию - пользуясь наиболее доступными ей внешними ресурсами: доступным свободным пространством, доступными источниками энергии и вещества. Только тогда, когда доступ к этим ресурсам иссякнет или его уже будет недостаточно для обеспечения системы, система перейдет к интенсивному освоению внутренних ресурсов. Все эти внутренние ресурсы когда-то были внешними и были пропущены только потому, что их освоение было менее выгодно на тот момент. И наконец, когда ресурсы развития исчерпаны, в системе усиливаются внутренние напряжения, и распад системы становится только делом времени. Эта схема, возникновение -> экстенсивное развитие -> равновесие -> интенсивное развитие, характерно для широкого класса самых разных явлений. Например, в нее почти полностью вписывается закон развития рынка: Исследование, Развитие, Завоевание. Отсутствует только последняя стадия - Кризис. Описанные выше восемь фаз развития облака, это полностью энтропийный сценарий развития. То есть, развития от менее вероятного состояния, к одному из наиболее вероятных из возможных состояний, шаг за шагом.
1.2. Фазы развития биологической системы
Если рассмотреть развитие биологической системы, например развитие организма от зарождения до смерти, то его можно условно разделить, по биологическому возрасту, на те же самые восемь фаз. Вот что интересно, развитие живого организма шаг за шагом следует тому же энтропийному сценарию, который был рассмотрен для физической системы. Экстенсивное развитие: 1. Эмбрион / первичный рост 2. Плод / формирование организма 3. Детство / Быстрый рост 4. Юность / замедление роста Интенсивное развитие: 5. Молодость / равновесное состояние 6. Зрелый возраст / использование внутренних резервов 7. Пожилой возраст / нарушения работы организма 8. Старость / постепенное разрушение организма Рассмотрим отдельные фазы развития подробнее. Первые две фазы относятся к внутриутробному периоду развития человека. В первой фазе из оплодотворенной яйцеклетки, зиготы, развивается эмбрион, развиваются основные органы и системы будущего организма и в конце первой фазы начинает биться сердце. В первой фазе эмбрион развивается как единое целое. Во второй фазе из поверхностных тканей эмбриона развивается плацента, а центральная часть эмбриона преобразуется в плод, погруженный в околоплодную жидкость. В этой фазе плацента и плод составляют единый организм, который развился из одной зиготы. Плацента, впитывает необходимые для развития плода вещества и удаляет продукты жизнедеятельности плода. В этой фазе разделение организма на две части, внешнюю защитную оболочку, плаценту у млекопитающих, яйцо у птиц и ряда других животных, позволяет организму в течение дополнительного времени развиваться под защитой внешней оболочки или под защитой матери. Окончание второй фазы, вероятно, относится к времени младенчества, уже после рождения. Человеческий ребенок, по отношению к новорожденным других млекопитающих, появляется на свет недоношенным, с неразвитой моторикой, неспособным самостоятельно передвигаться. Зато, это компенсируется большими размерами головного мозга человеческого ребенка, по сравнению с новорожденными детенышами других видов. Именно большие размеры головного мозга новорожденных приводят к тому, что человеческий ребенок появляется так рано. Третья фаза - детство. На этой стадии наблюдается наиболее быстрый рост организма и в объеме, и по скорости увеличения общей массы тела, и по количеству клеток. На этой стадии развития человек активно изучает окружающий его мир, возможности и доступные ресурсы. Учится взаимодействовать с окружающим миром. Годам к 14-15 активный рост тела начинает замедляется и наступает четвертая фаза развития - юность. Тело приобретает пропорции взрослого человека. В плане развития человека как члена социума, он в этой фазе активно ищет свое место в жизни, в соответствии со своими возможностями, способностями, полученным образованием и воспитанием. После 20-25 лет человек перестает расти. Наступает пятая фаза - молодость. Обычно это для человека время наиболее активной деятельности. Как правило, в это время он уже определился со своими интересами и движется по жизни в определеном направлении. Пожалуй, самая эффективная фаза развития человека - шестая. Это зрелость, которая наступает где-то после 30-35 лет. В это время человек еще достаточно активен, но при этом уже занял определенное место в жизни, приобрел определенные связи, получил достаточный практический опыт и при этом еще достаточно деятелен. Как долго продлится эта фаза, во многом зависит от образа жизни человека и заложенных в нем генетических особенностей тела. Седьмая фаза - пожилой возраст, характеризуется ростом числа заболеваний отдельных органов, ухудшением самочувствия и нарушением гормонального баланса. Активность человека в жизни уменьшается и его положение определяется авторитетом, опытом, наработанными ранее связями. Седьмая фаза обычно сопровождается постепенным снижением мышечной массы организма. Восьмая фаза - старость. Отличается сильным нарушением гормонального баланса, ростом числа болезней, резким снижением активности человека, нарушениями в работе нервной системы и мозга. Постепенное разрушение организма. Эти восемь фаз те же самые, что и в случае развития облака. - В первой фазе развития начинается экстенсивное развитие, и система формируется и развивается как единое целое. - Во второй фазе развития в системе появляется асимметрия, или разделение на внешнюю и внутреннюю части, или разделение на две области, обладающие разными свойствами, разными энергетическими уровнями, и т.п. - определяются основные векторы роста системы. - В третьей фазе развития происходит быстрое расширение в пространстве, или увеличение массы, или увеличение элементов, составляющих систему, или все вместе. - В четвертой фазе система замедляет скорость роста и достигает своего максимального объема. - В пятой фазе развития начинается переход от экстенсивного развития системы к ее интенсивному развитию, начинается изучение и освоение заложенных ранее, но еще не использованных возможностей организма, сознания и положения в социуме. - В шестой фазе развития начинается более эффективное использование внутренних резервов, заложенного в системе потенциала и определяются основные векторы интенсивного развития системы. - В седьмой фазе развития наблюдается обособление отдельных частей системы, истощение внешних и внутренних ресурсов. - В восьмой фазе развития наблюдается исчерпание внутренних ресурсов и разрушение связей между отдельными элементами системы. Еще более полной, эта классификация развития человека на восемь фаз, становится, если рассматривать ее не только как последовательность развития человеческого тела, а комплексно, как развитие тела, интеллекта, связей с другими людьми, и т.д. То есть, если рассматривать человека не просто как тело, а как систему, включающую в себя и тело, и сознание, и полученные знания, и связи с окружающим миром. В данном случае эти восемь фаз демонстрируют цикл существования: создание - изменение - разрушение, цикл, характерный для любого явления и любого объекта. Однако прохождение системой фаз развития от первой до восьмой, вовсе не означает, что в конце этого цикла система обязательно должна разрушиться. Во многих случаях прохождение этого сценария развития приводит не к разрушению системы, а к переходу на принципиально новый уровень развития. И каждый переход на принципиально новый уровень развития, сопровождается прохождением тех же самых восьми фаз развития. Новое возникает не сразу, а начинает развиваться, когда к этому появляются предпосылки. И затем, это новое растет, достигает наибольшей эффективности, разрушается и цикл повторяется снова. Можно даже предположить, что каждая из рассмотренных фаз, сама может быть разбита по тому же принципу на еще восемь фаз. В качестве примера подтверждающего это утверждение, можно подробно рассмотреть первую фазу сценария развития человека, то есть, то, как развивается зародыш (= эмбрион) от состояния зиготы до плода. Первая фаза развития зародыша (эмбриона) начинается с зиготы - оплодотворенной яйцеклетки. Сразу после оплодотворения начинается слияние генетического материала и через 12 часов происходит первое деление клетки. В дальнейшем она делится в геометрической прогрессии: 1:2:3:4:8:16 и так далее. На этом этапе зародыш называется морула (от лат. шелковица) и напоминает по форме ягоду малины или шелковицу. При этом, составляющие морулу клетки образуют оболочку внутри которой находится биологическая жидкость. По мере дальнейшего роста оболочка увеличивается и образуется зародышевый пузырь - бластула - шарик, заполненный биологической жидкостью. В течение всей первой фазы развития зародыш развивается равномерно и симметрично. За это время, 3-4 день после оплодотворения, зародыш перемещается в маточную трубу. 
Во второй фазе развития зародыша, на одной стороне бластулы образуется уплотнение, которое начинает развиваться внутрь зародыша. Это происходит на 7-8 день после оплодотворения. В это время происходит имплантация (внедрение) зародыша в маточную ткань. В конце второй стадии зародыш превращается в гаструлу - в трехслойный мешок: внешняя поверхность / биологическая жидкость / внутренняя поверхность. Внутренняя полость гаструлы сообщается с внешней средой через отверстие. Еще одной особенностью развития зародыша во второй фазе развития, является появление осевой симметрии. Часть гаструлы, в которой располагается отверстие, впоследствии развивается в заднюю часть зародыша, противоположная ей часть, впоследствии развивается в переднюю часть зародыша. Во время третьей фазы развития зародыша происходит значительное увеличение размеров гаструлы, и эта фаза отличается наиболее быстрым развитием зародыша. При относительной простоте строения, на стадии гаструлы обеспечивается эффективное снабжение каждой клетки зародыша необходимыми для жизни веществами и обеспечивается выброс из зародыша шлаков. В течение третьей фазы на поверхности зародыша появляется слой мелких клеток, из которых позднее разовьется плацента и амниотический мешок, в которых будет развиваться плод. Третья фаза развития зародыша завершается примерно на 14-15 день. 
В четвертой фазе развития зародыша он достигает критических размеров, при которых структура гаструлы еще способна поддерживать нормальный обмен веществ. Стремительный рост гаструлы в этой фазе начинает замедляться. Дальнейшее развитие возможно только за счет усложнения внутренней структуры зародыша. При этом в передней части гаструлы появляется уплотнение, из которого в дальнейшем начнет развиваться нервная система и головной мозг. 
И с момента начала образования нервной ткани, зародыш переходит стадию, которая называется нейрула. На пятой фазе развития в зародыше появляются несколько центров дальнейшего развития, связанные между собой нервной тканью. Дальнейшее развитие по существующей морфологической классификации обозначается как о'рганогенез - формирование отдельных органов. При такой классификации органогенез объединяет фазы развития зародыша с шестой по восьмую. Во время шестой фазы развития, из появившихся на предыдущей стадии развития центров, формируются зачатки основных органов зародыша. Затем, эти зачатки органов отделяются от общей ткани. Проявляются будущие очертания эмбриона, намечаются конечности. В седьмой фазе развития зародыша, в общих чертах формируется его внутренняя структура, образуется кровеносная, лимфическая и пищеварительная система, образуются жабры и возникают половые признаки. Отверстие, соединяющее внутреннюю полость с внешней средой, делится на две части и одно из этих отверстий перемещается в переднюю часть зародыша. Впоследствии из него образуется пищеварительное отверстие и дыхательная система. В восьмой стадии развитие зародыша завершается. Это примерно 8 неделя развития эмбриона. Начинают функционировать и взаимодействовать образовавшиеся органы. На исходе восьмой фазы начинает биться сердце, хотя непосредственно прослушать это биение можно будет только гораздо позже. На этом завершается эмбриональный период развития и начинается плодный период развития. Итак, эмбриональное развитие человеческого зародыша можно разделить на восемь фаз следующим образом: Экстенсивное развитие: 1. Развитие от зиготы до бластулы / 2. Развитие от бластулы до гаструлы / 3. Быстрое увеличение размеров гаструлы / 4. Развитие от гаструлы до нейрулы / Интенсивное развитие: 5. Развитие нейрулы, начало формирования внутренней структуры/ 6. Первая стадия органогенеза /отпочкование будущих основных органов 7. Вторая стадия органогенеза /формирование структуры основных органов 8. Третья стадия органогенеза /созревание и начало взаимодействия органов эмбриона На стадии интенсивного развития активный рост человеческого эмбриона продолжается за счет тех ресурсов, которыми его обеспечивает организм матери, и во многом, за счет этого рост продолжается. У многих простейших живых существ эти восемь фаз развития и есть полный жизненный цикл, и в фазах интенсивного развития активного роста организма уже нет. В истории жизни на Земле был период, когда такие существа были вершиной эволюции. Некоторое время происходило совершенствование этих существ, но затем возможности их эволюции в этих рамках были исчерпаны, они достигли относительного совершенства. Очередной цикл развития жизни на Земле был завершен.
1.3. Эволюция простейших многоклеточных
В биологии есть наблюдение, что внутриутробное развитие ребенка, в общих чертах, повторяет эволюцию живых существ от одноклеточного организма до homo sapiens. Поэтому, когда мы рассматриваем внутриутробное развитие ребенка, мы рассматриваем в общих чертах и эволюцию простейших многоклеточных живых существ на планете Земля. А на примере развития эмбриона можно реконструировать сценарий появления на Земле многоклеточных организмов. Переходной формой от одноклеточного организма к многоклеточному организму, очевидно, был конгломерат клеток, которые существовали сплоченной группой - колонией. По мере роста колонии, сферическая форма была естественной формой, при которой все клетки имеют доступ к ресурсам. Вероятно, немного позднее оболочка укрепилась, стала цельной, непроницаемой и внутреннее пространство стало использоваться как склад ресурсов. Рост колонии в виде сферы был возможен только до определенных пределов. При определенных размерах, такая конструкция теряет устойчивость и становится уязвимой для внешних физических воздействий. Для придания этой конструкции правильной сферической формы необходимо, чтобы внутри сферы поддерживалось избыточное давление. Но даже при наличии правильной сферической формы конгломерата, отдельные части поверхности будут получать больше ресурсов и развиваться быстрее, чем другие части. Поэтому нечто похожее на превращение бластулы в гаструлу, то есть, образование трехслойной конструкции, должно произойти обязательно. После образования трехслойного мешка - гаструлы, конструкция колонии становится достаточно жесткой, и она быстро увеличивается в размерах. По мере роста, стенки трехслойного мешка становятся толще, масса колонии клеток растет пропорционально третьей степени его геометрических размеров, а площадь поверхности, соприкасающейся с внешней средой, растет пропорционально второй степени его геометрических размеров. Поскольку клетки внутренних областей, отделенные от ресурсов другими клетками, растут медленней, они задерживают рост всей колонии, и клетки находящиеся на поверхности имеют возможность расти только вширь, увеличивая размеры внутренней области. Снабжение внутренних областей становится еще хуже и это еще сильнее задерживает рост колонии. И это тоже естественный процесс. В некоторый момент, рост по основным направлениям завершается. После этого, рост системы продолжается только за счет выравнивания уровней развития, менее развитые области "догоняют" области уже достигшие критических размеров. Но возможен и обратный процесс, когда более развитые области несколько деградируют, сравниваясь с остальными. У человеческого эмбриона развитие до такого состояния занимает около трех недель. Все это время любая клетка организма может стать центром развития нового организма. На этом этапе организм обладает максимальной способностью регенерации. Позднее, лишь некоторые клетки, которые называют стволовыми, сохраняют такую способность. В чем смысл таких свойств клеток в первых четырех фазах развития? Повышенная способность к регенерации, это только следствие. Эмбрион повторяет путь развития примитивных многоклеточных организмов, которые еще не имели специальных органов для размножения. При нападении на колонию клеток хищника, или при разрушении колонии по другой причине, любая оставшаяся в живых клетка могла организовать новую колонию, любая оставшаяся в живых группа клеток образовывала новую колонию. В таких условиях, размножение организма чаще всего происходило в результате внешних механических воздействий. Разросшаяся до значительных размеров колония однажды оказывалась разорванной на несколько частей внешним физическим воздействием и, затем, каждая из получившихся частей развивалась как самостоятельный организм. Дальнейшая эволюция такого организма возможна была только в направлении образования внутренней структуры. В четвертой фазе развития в многоклеточном организме начинают появляться уплотнения - будущие центры развития. На этом этапе, клетки организма отличаются друг от друга только формой и размерами, но при миграции клетки в другую часть организма, возможна ее трансформация. Специализации клетки еще не имеют. В пятой фазе развития организма начинается специализации клеток. Причем, эта специализация не была запрограммирована заранее. Специализация была гибкой. Любая клетка могла взять на себя определенные функции, в зависимости от того, в каком месте организма она развивалась. Если в пятой фазе специализация отдельной клетки определялась ее положением в колонии и клетка могла развиваться различным образом, в зависимости от того, располагалась она на поверхности или в глубине, в зависимости от плотности расположения окружающих клеток, от доступности ресурсов, то в шестой фазе развития специализация клеток становятся еще более выраженной. Появляются клетки специализирующиеся на доставке ресурсов, специализирующиеся на переработке ресурсов, появляется нервная ткань. На этой стадии развития, колония клеток еще не может активно перемещаться в пространстве, и у нее нет развитых органов чувств. Можно предположить, что на этой стадии развития функция нервной ткани - передача сообщений о критическом изменении условий внешней среды. То есть, не команда, а сообщение - прогноз погоды. Получая эти сигналы клетки, находящиеся во внутренних областях колонии, могли своевременно изменить свою деятельность, увеличить или уменьшить выделение тепла, начать принимать ресурсы или переключиться на использование запасов, и тому подобное. Это не команды, приходящие клеткам из центра, а жизненно необходимая информация. Колония клеток становится не просто сообществом совместно проживающих индивидуумов, а действительно еденным организмом, в котором каждый выполняет свою функцию. В седьмой фазе специализация отдельных клеток достигает максимума. Появляются отдельные органы и ткани, выполняющие определенные функции. Между органами и тканями организма налаживается взаимодействие. Формируется управляющий центр, по нервной ткани начинают передаваться не только информационные сообщения, но и команды. Органов размножения у такого организма по-прежнему нет. И, хотя большинство специализированных клеток уже не могут стать центром развития новой колонии, в любой отдельной ткани организма сохраняются клетки способные на это. Поэтому, при разрушении организма и гибели значительной части клеток, образуется множество новых колоний. В приведенном сценарии развития простейшего многоклеточного организма каждое последующее состояние было логическим продолжением предыдущего. И каждый раз, переходу на новую ступень развития предшествовало естественное развитие на базе ранее уже достигнутого состояния. И лишь потом это достигнутое состояние закреплялось генетически, как программа развития. Эволюционных скачков не было. Первопричиной происходящего была адаптация к изменившимся условиям, на основе ранее достигнутого состояния. А изменения в генетической программе, по большей части, фиксировали удачные изменения. Этот вывод кардинальным образом отличается от привычных представлений об эволюции, согласно которым случайные изменения в генетике - мутации, стоят в начале логической цепочки и именно случайные удачные мутации являются причиной эволюции. Случайным здесь является только конкретное время и конкретная особь, у которой произойдет удачная мутация. А общее направление мутаций предопределено. Здесь можно провести аналогию с газом, вырывающимся из баллона. Траектория каждой отдельной молекулы - величина, зависящая от такого количества неизвестных нам факторов, что ее смело можно считать случайной. Но итог известен, газ равномерно заполнит все помещение. Когда появляется экологическая ниша, которую могут освоить некоторые виды живых существ, можно быть уверенным, эту нишу освоят. Вот только в традиционной модели происходят два случайных события, вначале случайно возникает ниша, а затем случайно происходит мутация, позволяющая определенному виду ее занять. В подобных случаях, вероятность рассчитывается как произведение двух малых вероятностей. И, таким образом, удачная мутация становится очень маловероятным событием. Следуя излагаемой концепции, маловероятным является только одно событие, появление новой экологической ниши. Когда ниша появляется, то заселяется активно, или используется пассивно, подходящими видами, а уже потом, в результате естественного отбора, закрепляются изменения, которые способствуют выживанию этого вида в новой среде. Неверная предпосылка состоит в том, что эволюция определяется негэнтропийным процессами. Именно это предположение заставляет ставить случайную мутацию в начало логической цепочки. В восьмой фазе развития организма, накапливающиеся внутренние напряжения и противоречия достигают критических значений. Отдельные специализированные ткани, лишенные возможности свободной регенерации, со временем изнашиваются, и организм начинает разрушаться. На определенном этапе развития это тоже был естественный процесс, который позже был закреплен генетически. Логическим завершением этого цикла развития жизни стало включение смерти в программу развития живого существа. Для описываемого организма, смерть, это распад отдельных органов и тканей, при которой из распавшихся частей организма возникает множество новых организмов. На определенной стадии развития оказалось, что такая запрограммированная смерть, в результате которой организм сам распадается на множество маленьких колоний, является более эффективным способом размножения, нежели ожидание, того, когда на организм нападет хищник или он разрушится, под действием внешних неблагоприятны факторов. Очевидно, что программируемая смерть организма приобрела значение для выживания вида только тогда, когда организм стал в достаточной мере совершенным, для того, чтобы значительная часть организмов этого вида доживали до момента созревания и продолжали оставаться в таком состоянии неопределенное время. И важно то, что запрограммированная смерть закрепилась в наследственном коде многоклеточных организмов и присутствует в ДНК млекопитающих. Как и человеческий эмбрион, описанные простейшие многоклеточные организмы развивались по сценарию, состоящему из восьми фаз: Экстенсивное развитие: 1. Сосуществование клеток в колонии 2. Образование трехслойного мешка 3. Быстрое увеличение размеров колонии 4. Достижение критических размеров колонии Интенсивное развитие: 5. Начало формирования внутренней структуры 6. Зарождение отдельных органов и тканей 7. Быстрое развитие внутренней структуры организма 8. Распад организма с последующим образованием будущих центров роста. Согласно сложившимся в настоящее время взглядам на возникновение и развитие жизни, каждому шагу эволюции предшествовала цепочка маловероятных событий, в результате которых живое существо приобретало принципиально новые способности, позволяющие ему лучше выживать в окружающей среде. При таком подходе, каждая полезная мутация действительно выглядит как достаточно маловероятное событие, возникновение жизни на Земле выглядит как событие вовсе невероятное, а об ее развитии до уровня возникновения разумных форм жизни и вовсе говорить не приходится. Но вот рассматривая эволюцию простейшего многоклеточного организма, фаза за фазой, можно заметить, что каждое последующее состояние уже предопределено всей предшествующей эволюцией. Случайными здесь являются только обстоятельства, при которых это предопределенное состояние реализуется. Каждый раз, в результате эволюции возникает биологическая ниша, которую должно или может занять какое-то существо или какой-то вид. Какое именно существо, или какой именно вид займет эту нишу - величина во многом случайная. Не случись ледникового периода, и, возможно, сейчас на Земле был бы только один вид разумных существ - неандертальцы. А до этого, шансы имели и другие кандидаты на эту нишу. И то, что в результате ее занял вид homo sapiens, во многом случайность, результат случайных мутаций и случайных внешних воздействий, падений астероидов, извержений вулканов, вирусных эпидемий, вспышек на Солнце, взрывов сверхновых звезд, и т.п. Но вот то, что биологическая ниша для разумного вида уже была подготовлена, свидетельствует количество кандидатов на вакансию. И то, что один из видов, менее вероятно, два или больше видов, должны были ее занять, это уже естественный ход вещей, событие, которое должно было произойти с достаточно большой степенью вероятности. Получается, что в эволюции жизни на Земле, случайными являются обстоятельства возникновения того или иного вида, а вот генеральная линия развития от простейших существ к высшим формам жизни это явление естественное и весьма вероятное. Но вернемся к многоклеточным. На некоторое время, многоклеточные организмы, которые размножались умирая, стали вершиной эволюции. Появление в наследственном коде запрограммированной смерти организма, означало завершение определенного цикла эволюции жизни на Земле, оно же означало начало нового цикла эволюции. Выход на принципиально новый уровень эволюции жизни на Земле стал возможен, когда в простейших многоклеточных организмы после формирования организма стали дольше задерживаться внутри своего родителя, обзавелись защитной оболочкой, внутри которой накапливались необходимые для развития вещества. Очевидно, прежде чем закрепиться в наследственной программе, образование защитной оболочки было естественным процессом. Клетки, оказавшиеся в тканях погибшего организма были лучше защищены и имели хорошую питательную среду, в то время, как клетки, оставшиеся без такой поддержки, имели маленькие шансы на выживание. То, что в наследственном коде оказалось прописным возникновение защитной оболочки, тоже естественное событие. По всей логике предшествующего развития, это должно было произойти. За последующие миллионы лет, эта защитная оболочки эволюционировала вначале в икру, затем в яйцо, а впоследствии в плаценту. В результате этой эволюции, период роста живых существ был увеличен во много раз, и в результате этой эволюции увеличивалось время роста живого существа внутри организма матери, качественно увеличилась сложность и организованность организма. Еще одним фактором, определившим дальнейшее направление развития живых существ, было то, что клетки и ткани, оказавшиеся внутри погибшего многоклеточного организма, имели больше шансов выжить, чем клетки сразу оказавшиеся снаружи. То, что в наследственном коде закрепились мутации, в результате которых клетки способные стать центрами развития новых организмов начали концентрироваться во внутренней полости многоклеточного организма, это тоже естественный процесс. Такая мутация должна была когда-то произойти, а после этого, имела очень большую вероятность закрепиться. Этот шаг в развитии тоже был предопределен. В процессе развития живых существ, происходило много случайных мутаций, но закреплялись лишь те из них, время которых уже пришло. Закреплялись те, которые следовали генеральной линии эволюции, и для которых уже в биосфере была подготовлена ниша. Нарушить эту линию эволюции могли только глобальные катастрофы, уничтожавшие значительную часть биосферы. Но и после таких катастроф, жизнь на Земле возрождалась, и свободные ниши, вместо вымерших видов занимали другие виды. В случае рассматриваемых многоклеточных организмов, наибольший шанс выжить и образовать новый организм имели клетки которые, во-первых, были снабжены защитной и питательной оболочкой, а во-вторых, некоторое время развивались в теле своего родителя. Естественно, что этот путь развития был закреплен мутациями в наследственном коде. Выражаясь в терминах юриспруденции, норма де-факто, была закреплена де-юре. И то, что однажды это должно было произойти, было предопределено. Если Вы один раз бросаете кубики, то выпадение трех шестерок - маловероятное событие. Но если Вы ставите дополнительное условие, что будете бросать кубики до тех пор, пока не выпадет выигрышная комбинация, то исход предопределен. Случайным будет только время, в течение которого это произойдет. Но вот что особенно интересно, этот путь развития многоклеточных опять вписывается в общий сценарий развития систем. Если рассматривать все развитие многоклеточных организмов, от образования простейшей колонии до запрограммированной смерти организма, как первую фазу развития на новом уровне, то следующая ступень развития, в которой один организм некоторое время развивается внутри другого организма, вполне вписывается в определение второй фазы развития. Для второй фазы характерно наличие двух компонентов (или двух групп компонентов) системы, взаимодействие которых определяет вектор дальнейшего развития. В течение второй фазы развития, срок жизни родительского организма увеличивался и отделение от него клеток, из которых потом вырастали новые организмы, смещалось на более ранее время. Таким образом, в результате эволюции, оказалось, что один сценарий энтропийного развития был заключен в другой. Получилось что-то вроде матрешки. Такое сочетание сценариев развития дает возможность подсистеме (дочернему организму) пережить кризис после прохождения восьми фаз, и она продолжает развиваться дальше, переходя на качественно иной уровень. В третьей фазе развития происходил быстрый рост организма и увеличение продолжительности его жизни. По мере того, как новые организмы все дольше находились внутри родителя, они выходили в окружающий мир более сильными и более развитыми. В свою очередь, более сильный и развитый организм обеспечивал лучшую защиту своим потомкам, которые могли вырасти еще больше. Производство икринок стало не единичным актом, а процессом, происходящим многократно. Постепенно этот процесс дошел до того, что новые организмы в организме своего родителя проходили весь эмбриональный цикл, и лишь потом, защищенные внешней оболочкой, в виде икринок, продолжали свое развитие уже самостоятельно. Но на начальном этапе развития, остался отпечаток наследственно запрограммированного полного цикла развития. И как всегда, развитие шло естественным образом, самым коротким, самым путем, самым вероятным образом. В третьей фазе этим путем было увеличение размеров и продолжительности жизни существ, размножающихся икрой. На этом этапе, структурные изменения ограничивались тем, что было необходимо для увеличения размеров. Поэтому, однажды живые существа этого типа достигли критических размеров, скорость роста уменьшилась, и дальнейшая эволюция могла происходить только за счет усложнения внутренней структуры, появления новых органов, приспособления организмов к внешним условиям. Конечно, развитие реальных биологических организмов не было столь прямолинейным. Описанный сценарий энтропийного развития: переход на новый уровень - экстенсивное развитие - интенсивное развитие - переход на следующий уровень - это тенденция для системы развивающейся автономно. Реальные биологические системы развивались во взаимодействии с другими системами, биологическими и физическими. Любой вид живых организмов является частью биосферы, которая тоже развивается как система. Последовательное развитие системы "по сценарию" может быть прервано при взаимодействии с другой системой. Это может быть поглощение или вытеснение, или ассимиляция, при которой образуется симбиоз. Успешное развитие отдельного вида может быть прервано разрушением биосистемы, в которую он входил. Или наоборот, успешное развитие биосистемы может дать новый стимул развитию отдельных видов организмов.
1.4. Критерии естественного отбора
Согласно эволюционной теории Чарльза Дарвина, жизнь на Земле возникла в результате естественного отбора. Эта теория, созданная полтора столетия назад, была революционной для своего времени. Отношение к этой теории было весьма неоднозначным, прежде всего потому, что она опровергала сложившиеся представления о создании жизни на Земле в результате божественного вмешательства. Другой причиной неоднозначного отношения к этой теории была масса белых пятен и сомнительных предположений. Даже сейчас, спустя полторы сотни лет, к этой теории возникает много вопросов. Один из таких вопросов, это процесс возникновения жизни на Земле, процесс появления первой сложной органической молекулы, которая уже имела признаки живого существа. Вопрос в том, как произошел сам переход от неживого вещества к живым существам. Сам этот процесс вызывает массу вопросов, прежде всего, потому, что непонятно как такое могло произойти. Это как фокус в исполнении иллюзиониста, вы видите, как из пустой руки появилось яйцо, а затем из яйца вылетела птица, но не понимаете, как иллюзионисту удалось это сделать. Но если он покажет вам, шаг за шагом, все свои действия, фокус станет понятен. Так обстоит дело и с возникновением жизни на Земле. Этот процесс выглядит загадочным, потому, что нам неизвестна последовательность состояний, через которую прошла биологическая система. Давайте просто привяжем эту последовательность к восьми фазам развития и посмотрим, что получится. Предпосылкой возникновения жизни на Земле стало появление первичного бульона - конденсация воды, в которой растворялись продукты вулканической деятельности. Это была очень агрессивная химическая среда, насыщенная различными химическими веществами. Очевидно, в первой фазе возникновения жизни на Земле, происходило образование сложных органических веществ в океане. А может быть, не только в океане. Для образования базы для возникновения жизни, требовалось наличие достаточно стабильных условий, без резких колебаний температуры и без сильных течений. Так, что может быть, жизнь образовалась вовсе не в океане, а в спокойных лагунах или полузатопленных подземных гротах. Термин "органическая молекула", в этом контексте не связанно с продуктами жизнедеятельности живых организмов, а просто обозначает молекулу, достаточно сложную по своей структуре. И на этой стадии это было обычное энтропийное развитие, переход системы от менее вероятного состояния к более вероятному состоянию. Просто, при определенной температуре, в первичном бульоне, перенасыщенном разными химическими веществами, возникли условия, когда создание сложных органических молекул стало энергетически выгодно. Как я уже говорил, окружающая среда была очень агрессивна, и поэтому в этой фазе шел отбор наиболее устойчивых к внешнему воздействию органических молекул. Следующий, принципиально новый уровень, был достигнут, когда в результате этого естественного отбора возникла сложная органическая молекула способная создавать свои дубли - точные копии. Само это событие маловероятно, если мы проводим эксперимент в течение нескольких лет в лабораторных условиях. Но если лабораторией является поверхность целой планеты, а продолжаться он может в течение сотен тысяч лет, то возникновение достаточно устойчивой к внешним воздействиям молекулы, способной создавать свои копии, становится более вероятным. До спирали ДНК этой молекуле было еще очень далеко, возможно, это была цепочка, состоящая из нескольких аминокислот. Возникновение жизни на Земле перешло во вторую фазу. Вероятно, на этой стадии развития, цикл образования двойной молекулы, а затем ее деление в значительной мере зависело от внешних условий - температуры, давления, химического состава. При определенном сочетании этих факторов шел рост молекулы и при определенном сочетании ее деление на две идентичные копии, каждая из которых впоследствии могла создать еще одну копию. Например, можно предположить, что при уменьшении температуры происходило накопление массы молекулы, а при увеличении температуры - ее деление. Эта обусловленность внешними факторами сильно ограничивала распространение колонии этой органической молекулы. В течение второй фазы органическая молекула эволюционировала в направлении расширения интервала условий, при которых происходил рост молекулы, и расширение интервала условий при которых происходило деление молекул. В этой фазе естественный отбор определялся в первую очередь стабильностью внешних условий, в которых могла существовать данная органическая молекула. Именно поэтому, я считаю, что возникнуть и развиться такая молекула могла в среде с достаточно постоянной температурой и химическим составом. В следующую фазу появления жизни на Земле, эта система перешла, когда в результате постепенной эволюции произошло перекрытие этих интервалов. Молекула стала расти и делиться в одном температурном интервале, и размножение сложной органической молекулы перестало определяться только внешними циклами изменения температуры и давления. Например, такое могло произойти, если в результате эволюции, после завершения роста молекулы, выделялся катализатор - вещество способствующее делению, которое до этого момента находилось в связанном состоянии. Когда процесс создания новых копий этой молекулы перестал зависеть от внешних циклов изменения физических условий, началось лавинообразное увеличение колонии. За исторически короткое время эта колония распространилась практически по всему океану, радикально изменив его химический состав и сделав маловероятным возникновение форм жизни на Земле на другой химической основе. Двойная молекула "съела" органический бульон. Возможно, в качестве строительного материала были использованы и менее удачливые возможные конкуренты. А возможно, что четыре аминокислоты, входящие в состав ДНК, это симбиоз четырех выживших видов органических молекул. И теперь все известные формы жизни на Земле, животные, растения, бактерии и вирусы, строятся на одной химической основе, на одной последовательности аминокислот. В этой фазе естественный отбор происходил по скорости деления молекулы. Чем быстрее она росла и делилась, тем большие шансы на выживание имели ее клоны. После того, как колония распространилась на большую часть доступного пространства, ее дальнейшее распространение замедлилось. Наиболее подходящие для распространения молекулы внешние ресурсы истощились, а имеющиеся не могли обеспечить прежней скорости роста. Сама химическая реакция "поедания" первичного бульона изменила его химический состав, и требовались новые источники первичных органических ресурсов, либо приспособление к еще не использовавшимся ранее ресурсам. Процесс возникновения жизни вошел в четвертую фазу. В этой фазе главным фактором естественного отбора стала всеядность молекулы, ее способность использовать разные ресурсы, размножаться в среде с разным химическим составом, разным давлением, разной температурой. Затем система пришла в равновесное состояние, и объем колонии и величина биомассы практически перестали увеличиваться. Система перешла в пятую фазу развития. Внешние источники органических веществ истощились и остались неорганические вещества, растворенные в воде и вторичная биомасса. В этих условиях главным критерием естественного отбора стала способность органических молекул, входящих в колонию, приспосабливаться к изменениям во внешней среде. В шестой фазе развития системы начала складываться ее внутренняя структура. В колонии появилась дифференциация - появились части колонии лучше приспособленные к определенным условиям или к определенному источнику биомассы. Эта та точка в развитии, когда специализация стала более важным фактором в естественном отборе, чем универсальность. Еще большее уменьшение свободной биомассы и дальнейшее развитие системы привело к усилению конкуренции между специализированными частями колонии и возникновению различных видов протобактерий, скорее сложных молекул, чем живых существ. Система перешла в седьмую часть развития. Возможно, уже на этой стадии в колонии протобактерий появилось разделение на "травоядных" и "хищников". Первые по-прежнему продолжали использовать для своей жизнедеятельности химические вещества, растворенные в воде. А вторые стали использовать для своего питания сложные органические молекулы, в том числе, своих "травоядных" собратьев и более слабых "хищников". На этой стадии развития основным критерием естественного отбора стала межвидовая конкуренция - отсеивание слабых видов и выживание наиболее приспособленных. Наконец, произошло формирование сбалансированной экологической системы, в которой каждый из видов занял свою определенную нишу. Система перешла в состояние симбиоза различных видов, в котором хищники выполняют роль "санитаров леса", некоторые бактерии специализируются на переработке неорганики, некоторые на переработке энергии, и все эти виды друг друга дополняют. Система превратилась в единый организм, в котором каждый вид стал выполнять свою функцию. Система перешла в восьмую фазу развития, в которой определяющим фактором естественного отбора стала жесткая внутривидовая конкуренция. На этом сценарий из восьми фаз был закончен, и была создана база для дальнейшего развития биосферы. Живым существам на Земле предстоял еще большой путь. Но на данном этапе сформировалась вполне жизнеспособная биосистема и составляющие ее сложные органические молекулы - протобактерии, которые уже можно считать простейшими живыми существами, и из которых впоследствии развились все остальные живые организмы. В современных условиях, повторить описанную выше эволюцию очень сложно. Во-первых, нужно точно угадать химический состав той лагуны, в которой впервые появилась колония молекул, способных себя копировать. Во-вторых, нужно точно угадать параметры изменения внешних условий, при котором реализуется цикл накопление массы - деление. Но самое сложное, создав органический бульон, будет не допустить в него уже существующие бактерии. Любая вновь зарождающаяся жизнь для таких бактерий будет отличным лакомством. Ну и конечно время, по крайней мере, несколько десятков тысяч лет эксперимента, в течение которых у сложных органических молекул будет хоть какой-то шанс эволюционировать в нужном направлении. Если вы еще гарантируете, что за это время не внесете в зону эксперимента жизнь извне, то результаты эксперимента можно будет считать значимыми. Итак, если разбить процесс возникновения первичного живого организма, по сценарию, описанному выше, то получится следующая последовательность: Экстенсивное развитие: 1. Естественный отбор наиболее стабильных органических молекул. 2. Возникновение двойной молекулы, способной создавать свои копии. 3. Активное расширение территории занятой колонией двойных молекул. 4. Пассивное расширение колонии, освоение альтернативных ресурсов. Интенсивное развитие: 5. Статическое равновесие, приспособление к изменениям во внешней среде. 6. Появление специализации в колонии. 7. Появление взаимодействия между отдельными специализированными группами. 8. Сбалансированное состояние, внутривидовой отбор. В современной биологии известны два закона эволюции. Один из них гласит, что активное изменение вида прекращается тогда, когда он занимает свою эволюционную нишу. Например, как акулы, достаточно древние существа, которые практически не изменились за несколько миллионов лет. Они заняли свою нишу в биосистеме и удерживают ее. Для первых фаз развития вида характерно его активное изменение, эволюция вида происходит с явными внешними проявлениями, представители вида меняют свою внешность, меняют ареал обитания, меняют пищевую среду. Для четвертой и пятой фаз развития вида характерна устойчивость внешних признаков, среды обитания и потребляемой пищи, но при этом вид доминирует на контролируемой территории. И только по достижении восьмой фазы развития вид занимает свою нишу и практически перестает изменяться. Второй закон гласит, что внутривидовой отбор жестче, чем отбор межвидовой. Это утверждение верно для заключительных фаз развития биологического вида. В это время от деградации вид спасает большое количество особей, своей смертью улучшающих вид. Как правило, при этом, умирает значительное число новорожденных и только немногочисленные здоровые особи продолжают род. Это инфернальный естественный отбор. Слабое место этой фазы развития связано с тем, что равновесие достигается только тогда, когда число новорожденных заведомо больше чем необходимо для простого воспроизводства. Только в этом случае вид не вымирает. Однако я хочу обратить внимание на то, что основной критерий естественного отбора меняется в зависимости от фаз развития системы. В первой фазе, основным критерием выживания является устойчивость к воздействию внешних факторов. Во второй фазе, критерием выживания является способность молекулы точно скопировать себя. В третьей фазе, основным критерием отбора является скорость создания подобных себе клонов. В четвертой фазе основным критерием является способность молекулы использовать разные ресурсы, всеядность. В пятой фазе, главным критерием выживания является способность приспосабливаться к меняющимся условиям. В шестой фазе залогом выживания становится специализация, способность найти свою нишу. В седьмой фазе основным критерием становится межвидовая конкуренция, способность найти точку экологического равновесия для своего вида, экологическую нишу. И только в восьмой фазе, внутривидовая конкуренция становится наиболее жесткой.
1.5. Теория развития коллектива
В восьмидесятых годах двадцатого века группой авторов Б.Злотин, А.Зусман и Л.Каплан, была разработана теория развития творческого коллектива (далее ТРТК). Эти авторы входили в число энтузиастов развивавших идеи ученого, изобретателя и писателя фантаста Генриха Сауловича Альтшуллера (лит. псевдоним Генрих Альтов), основателя таких направлений как ТРИЗ - теория решения изобретательских задач, АРИЗ - алгоритм решения изобретательских задач, теория развития творческой личности и многих других. В общих чертах, эта теория, как понятно из названия, рассматривает типичные сценарии развития творческих человеческих коллективов. И, несмотря на наличие в названии слова "творческого", сами авторы на своих лекциях говорили о самых разных коллективах, и творческих, и производственных, и даже отмечали, что те же самые тенденции развития можно проследить и в развитии более крупных человеческих сообществ, государств, культур и целых цивилизаций. Для возникновения коллектива, объединенного определенной целью, общими интересами, прежде всего, нужны определенные условия. Например, для возникновения группы энтузиастов, в дальнейшем создавших корпорацию IBM, нужно было, чтобы в обществе, по крайней мере, в его части, возник интерес к развитию вычислительной техники, необходимо определенное развитие науки и технологии. То есть, вначале необходима база, материальная, социальная, культурная, технологическая, информационная и т.д. Когда существует культурно-технологическая база, появляются отдельные люди, понимающие перспективу развития и заинтересованные в решении определенных задач, заинтересованные в достижении определенных целей. И уже потом, вокруг них появляются группы людей, объединенных общими интересами, возникает группа энтузиастов и постепенно формируется коллектив. Полный цикл существования коллектива, от момента его возникновения, до момента его разрушения, в ТРТК делится на три больших этапа. Первый этап, это возникновение коллектива. Начинается этот этап с появления лидера. Вначале появляется один человек, который видит перспективу развития определенного направления. Это человек, который имеет желание достичь определенных целей, который достаточно убежден сам, чтобы убедить в своих идеях некоторое количество других людей. В процессе возникновения коллектива лидер имеет ничуть не меньшее значение, чем центр конденсации при возникновении облака, чем центр кристаллизации, при образовании кристалла, или чем частица-лидер при грозовом пробое. На первом этапе особенно важно, чтобы лидер и его идеи пришлись на то время, когда человеческое общество, или хотя бы часть этого общества, способно эти идеи понять и признать значимыми. Если это условие не выполняется, или, если лидер не сможет найти свою группу, не сможет донести до них свои идеи, он так и останется одиночкой. Тогда группа не сложится. Если же группа все же возникнет, обычно на первом этапе у нее нет никакой формальной структуры и формальной субординации, членство в группе сугубо добровольное. Отношения между людьми строятся на основе личного уважения и признания заслуг. По мере развития группы, деловые связи между членами группы крепнут, но в самом начале членов группы объединяют общие интересы, личные отношения и дружба. Здесь рассматривается группа созданная стихийно, а не созданная административно. На первом этапе группа существует только благодаря личным интересам людей, которые ее поддерживают. При этом иногда группе приходится бороться с окружением за свое выживание, преодолевать сопротивление, иногда активное, жесткое неприятие, иногда пассивное, непонимание, неприятие. На начальном этапе вложения членов группы в общее дело, в форме затрат времени и личного труда, могут быть значительно больше, чем получаемый ими практический результат. Идет наработка теории, технологии, имиджа группы, образование связей с обществом, но труд людей на этом этапе обычно оценен недостаточно. По этой причине, на этом этапе в группу принимают всех, кто сам хочет в ней работать. Те, кто не способны работать или психологически не совместимы, уходят сами. Люди в группе больше работают на перспективу, чем на настоящее. Примером группы находящейся на первом этапе развития, может быть развитие космонавтики во времена Константина Эдуардовича Циолковского и Фридриха Артуровича Цандера. Второй этапа наступает тогда, когда общество, или его часть, не только узнает о существовании группы, но и признает ее существование, и готово получить от существования группы пользу. Деятельность группы на этом этапе наиболее эффективна. Основной проблемой группы на этом этапе является нехватка ресурсов, нужных специалистов, оборудования, площадей. При этом, недостатка в желающих работать в составе группы уже нет, но среди желающих обычно недостаточно людей способных и квалифицированных чтобы выполнять нужную работу. На этом этапе претенденты на членство в группе обычно проходят строгий отбор, иногда испытательный срок, и если они не способны выполнять порученную им работу, от них избавляются. Спрос общества на результаты работы группы часто превышает ее реальные возможности. Оплата работы становится достаточно адекватной. Изменение условий существования требует и изменения политики группы. Самым эффективным способом изменения политики часто является смена лидера. Обычно, при переходе от первого этапа ко второму, руководство в группе переходит к тем людям, которые в большей степени по своим личным качествам, и по психотипу, подходят для этих должностей. Бывшие лидеры иногда уходят сами, продвигая своих учеников, или их смещают силой. В истории развития космонавтики таким деятельным руководителем-практиком был Сергей Павлович Королев и когорта генеральных космических конструкторов. По мере развития группы, выполняемая ею работа становится весьма выгодным экономическим предприятием. На первый план выходят не результаты практической деятельности группы, а тот экономический эффект, который можно получить при помощи этой деятельности. Развитие группы входит в третий этап.