Автор Тема: Фрактальность в живой природе.  (Прочитано 31324 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5648
    • Просмотр профиля
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #15 : Март 26, 2009, 23:44:14 »
Цитата: "Дж. Тайсаев"
Конечно же фрактальная геометрия может помочь биологии, я только против того, чтобы находили закономерности там, где их нет.

 То, что имеет континуальное, пусть даже нелинейное развитие (рост и масса например) проще описывать без фракталов. Конечно можно выстроить необходимые ряды линейных размеров, масс, частот генераций, активности и т.д., но зачем, разве без этого не проще?

 Мне кажется, больше перспектив в математическом описании других странных аттракторов, например "преобразование пекаря". Например комбинаторная изменчивость, конъюгация хромосом. Или вот, как пример пригожинского синтеза порядка и хаоса - мутационная изменчивость. Так ли уж всё тут хаотично? Ну то, что не совсем, молекулярным биологам известно давно, но вот пробовал ли кто нибудь описывать это математически, в виде странного атрактора.
По-моему наоборот:

 "пригожинизм" (не/мало)перспективен, а фракталы более.

Оффлайн Дж. Тайсаев

  • Участник форума
  • Сообщений: 9261
    • Просмотр профиля
    • Российская культурология
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #16 : Март 27, 2009, 22:43:54 »
Alexy. Время покажет. Впрочем в пригожинской парадигме постнеклассики большое значение придаётся и фракталам, она тем и хороша, что интегрирует многие новейшие методологические подходы (фракталы, в том числе и модели странных аттракторов, неравновесную и нелинейную термодинамику и теорию диссипативных структур самого Пригожина, модели когерентного поведения Хакена, системный метод, универсальный эволюционизм, теорию бифуркаций Пуанкаре, автокаталитические модели самоорганизации и многое др.).
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5648
    • Просмотр профиля
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #17 : Март 30, 2009, 15:33:00 »
А может эта "интегация многих новейших методологических подходов" - просто попытка "сохранить лицо"?


Ведь практического и теоретического толку от Пригожинской теории, как я понимаю, почти нету (ни для каких наук)

Оффлайн Дж. Тайсаев

  • Участник форума
  • Сообщений: 9261
    • Просмотр профиля
    • Российская культурология
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #18 : Март 30, 2009, 17:53:21 »
Ну почему же, например в решении проблемы биогенеза уже много подвижек в этом направлении, а таже в обобщении на общенаучном уровне.
В своё время винеровская кибернетика много дала биологии, но я уверен, что синергетика даст ещё больше.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5648
    • Просмотр профиля
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #19 : Март 30, 2009, 18:32:12 »
Цитата: "Дж. Тайсаев"
Ну почему же, например в решении проблемы биогенеза уже много подвижек в этом направлении, а таже в обобщении на общенаучном уровне.
Но проблема то пока не решена. И Почему Вы уверены, что она будет решена именно с помощью синергентики?

Цитата: "Дж. Тайсаев"
В своё время винеровская кибернетика много дала биологии, но я уверен, что синергетика даст ещё больше.
Почему раз  винеровская кибернетика много дала биологии, то и синергетика должна жать?

Оффлайн Дж. Тайсаев

  • Участник форума
  • Сообщений: 9261
    • Просмотр профиля
    • Российская культурология
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #20 : Март 30, 2009, 19:54:50 »
Цитата: "Alexy"
Но проблема то пока не решена. И Почему Вы уверены, что она будет решена именно с помощью синергентики??
Я этого не говорил, но то что поможет решить даную проблему это точно. Биология и эволюционная химия решают эту проблему как бы под микроскопом, а синергетика направленна на решение более общих проблем, например связанных с накоплением эктропии, или нелиненостью развития.
Цитата: "Alexy"
Почему раз  винеровская кибернетика много дала биологии, то и синергетика должна жать?
Вы правы, одно из другое не слудует автоматически, но всё же это так. Кибернетика весьма узкая методологическая модель, основанная лишь на информациооном подходе, синергетика взяла из кибернетики всё лучшее (например концепцию петель положительной и отрицательной обратной связи), но добавила в неё много нового из других подходов о которых я уже писал, причём, что важно это не просто эклектическая мешанина, а целостная теория, которая впрочем если честно ещё не создана, поэтому Ваш скепсис может и опирается на реальную почву, но я уверен, что всё у неё впереди, ведь специалисты нынче так далеко разбрелись, что это новое вавилонское столпотворение можно разрешить лишь созданием мощной базы общеметодологических дисциплин.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5648
    • Просмотр профиля
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #21 : Март 31, 2009, 12:50:13 »
Цитата: "Дж. Тайсаев"
Биология и эволюционная химия решают эту проблему как бы под микроскопом, а синергетика направленна на решение более общих проблем, например связанных с накоплением эктропии, или нелиненостью развития,
Может она туда и "направлена". Только пока что она никакой проблемы не решила.
Цитата: "Дж. Тайсаев"
Кибернетика весьма узкая методологическая модель, основанная лишь на информациооном подходе, синергетика взяла из кибернетики всё лучшее (например концепцию петель положительной и отрицательной обратной связи), но добавила в неё много нового из других подходов о которых я уже писал, причём, что важно это не просто эклектическая мешанина, а целостная теория, которая впрочем если честно ещё не создана
Какая же она целостная, если она ещё не создана?

Кстати есть ли дискретный вариант синегетики?

Оффлайн Дж. Тайсаев

  • Участник форума
  • Сообщений: 9261
    • Просмотр профиля
    • Российская культурология
Фрактальность в живой природе.
« Ответ #22 : Апрель 04, 2009, 00:56:19 »
Цитата: "Alexy"
Какая же она целостная, если она ещё не создана?

Да я Вас прекрасно понимаю и даже во многом разделяю скепсис, только вот если мы все будем так, так вот и останемся как после вавилонского столпотворения. Химик понимает, биолог тоже, и физик уверен что его знания заменяют все прочие (физикализм самая распространённая форма редукционизма), вот только нетУ толмача. Где заканчивается химическая эволюция и начинается биологическая, а где заканчивается биологическая и начинается социальная? Кто ответит? Социолог или историк, или палеонтолог и археолог, а в первом случае химик или биолог (Кстати я очень хорошо знал Руденко, жаль конечно этого добродушного и очень талантливого старичка).
Короче, главная ошибка, это якобы синергетика заменит типа что то или кого то,  :) не только не заменит, а более того, наполнит новым содержанием их работу, поскольку синергетика не наука, это метод, в том числе и для биологов и сама по себе она конечно же ничего не решит, но вот биологи, вооружённые этим методом решить могут и решают и успешно и Вы это знаете.

А насчёт дискретного варианта синергетики... ну не знаю, у меня дисертация давно уже на эту тему вроде бы... да и у аспирантов веду философию науки и философские проблемы биологии, но о таком точно не слышал. Есть конечно какие то предположения, но сразу скажу, ваяйте свои методы и обзывайте их как хотите, но не отказывайте прочим в праве с одним аршином к разным меркам подходить.

Кстати есть ли дискретный вариант синегетики?[/quote]
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Оффлайн Ван

  • Участник форума
  • Сообщений: 513
    • Просмотр профиля
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #23 : Август 21, 2009, 22:03:44 »
Помнится, Юджин Стэнли писал о фрактальной зависимости в расположении нуклеотидов в нити ДНК.

Оффлайн Дж. Тайсаев

  • Участник форума
  • Сообщений: 9261
    • Просмотр профиля
    • Российская культурология
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #24 : Август 23, 2009, 02:14:16 »
Помнится, Юджин Стэнли писал о фрактальной зависимости в расположении нуклеотидов в нити ДНК.
Не читал, но скажу что ерунда. Там повторяемость есть, но лишь в структуре, а она слишком простая для фрактала (только двух порядков и без гомологии в ветках). А если об информации... то да, но с таким же успехом я нарисую фрактал из Ярмарки тщеславия например. Ерунда всё это.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 1170
    • Просмотр профиля
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #25 : Август 24, 2009, 02:30:03 »
Помнится, Юджин Стэнли писал о фрактальной зависимости в расположении нуклеотидов в нити ДНК.


Я слыхал, что на основе этой фрактальности создаётся музыка. Имеется в виду, что ноты в музыке расположены фрактальным образом. И каким-то образом задают соответствие между "нотами" ДНК (нуклеотидам) и обычными нотами. В результате получаются звуки, которые человеком воспринимаются как музыка. Упомянутое соответствие не однозначно (т.е. разным образом можно задать). Но несмотря на это все равно что-то получается Причем паз задав это соответствие музыка получается для любых типов ДНК. Кстати, для белков тоже аналогичная штука получается.
Не знает ли кто где в сети можно послушать такую музыку?
В рунете, вроде, нет. В английском ссылки встречал, но что-то мне всё попадались какие-то "хитрые" ссылки. Так что по ним так и не разобрался как выйти на скачку (впрочем, вероятно, виноват мой английский).
 

Оффлайн Ван

  • Участник форума
  • Сообщений: 513
    • Просмотр профиля
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #26 : Август 24, 2009, 13:13:53 »
Помнится, Юджин Стэнли писал о фрактальной зависимости в расположении нуклеотидов в нити ДНК.
Не читал, но скажу что ерунда. Там повторяемость есть, но лишь в структуре, а она слишком простая для фрактала (только двух порядков и без гомологии в ветках). А если об информации... то да, но с таким же успехом я нарисую фрактал из Ярмарки тщеславия например. Ерунда всё это.
Ну, не скажите. Когда я увлекался этими вопросами, то как-то раз, интереса ради, разложил небольшой длины участок умеренно повторяющейся ДНК мыши на нуклеотиды по фрактальной зависимости. Очень забавно получилось! Одно дело, если рассматривать цепочку ДНК как мономер, и совсем другое, если её же представить себе в виде новогодней ёлки, как её продают на базаре - обвитую верёвкой. По крайней мере, для себя я объяснил очень многое, не поддающееся иным трактовкам.

Оффлайн Ван

  • Участник форума
  • Сообщений: 513
    • Просмотр профиля
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #27 : Сентябрь 05, 2009, 13:09:44 »
О фрактальности в организации ДНК.
Отчего вообще я занялся этим вопросом 20 лет назад? Из-за "дыр" в СТЭ. Они всем известны. конечно. Но вот, на всякий случай, самые из них важные.
Проблематичность положений синтетической теории эволюции слагается, главным образом, из следующих противоречий. С одной стороны:
 - масштабы изменчивости могут достигать временами огромных величин, и в эти периоды возможности естественного отбора, вероятно, вполне достаточны для того, чтобы на внутрипопуляционном уровне определять высокую скорость эволюционных преобразований;
  - канализированность эволюционных процессов, проявляющаяся в параллелизме и конвергенции, обусловливает закрепление и усиление определенных адаптивных типов морфологических структур и физиологических процессов и одновременно служит причиной неоднородности заполнения пространства “потенциального разнообразия организмов”; сама же она, с точки зрения синтетической теории, обусловлена рядом ограничительных факторов.
   С другой стороны:
 - роль мутационных процессов в эволюции совершенно опровергается теорией вероятностей, т.е. ни факт изменчивости, ни тем более грандиозные ее масштабы на коротких отрезках времени не могут быть объяснены мутированием;
  - сама возможность закрепления или даже сохранения мутации в популяции теоретически чрезвычайно мало вероятна;
 - весьма расплывчаты границы между мутационной и модификационной изменчивостью;
 - очевидна значительная роль функционирования как ведущего фактора эволюции, наглядно выражающаяся, например, в канализированности эволюционных процессов (параллелизм, конвергенция) вкупе с высокой скоростью эволюционных преобразований адаптивного характера;
 - нельзя отрицать существования гомологичных рядов мутаций (например, явления параллелизма), хотя с позиций даже приверженцев синтетической теории они представляются невероятными;
  - роль естественного отбора далеко не всегда имеет решающее значение и, по-видимому, значительно преувеличена;
  - механизм микроэволюционных преобразований в изложении синтетической теории сомнителен, а макроэволюционный - неизвестен вообще.
   Итого, модель эволюции живой природы в том виде, в каком ее преподносит синтетическая теория, не только неубедительна, но и ... невероятна!


  Очень похоже на то, что роль случайных мутаций в эволюционных преобразованиях организмов невелика. Основной поток мутаций канализирован и в определенной степени детерминирован, и этот процесс непосредственно связан с функционированием организмов.

Возник закономерный вопрос: каким образом функционирование может инициировать направленные мутационные процессы?

Отправной точкой для изложенной ниже концепции послужило весьма простое рассуждение.
    Поскольку случайный характер возникновения новой эволюционно значимой генетической информации противоречит как теории вероятностей, так и обширному набору известных фактов, постольку в представлениях о механизмах эволюции следует идти от единственно возможного варианта - канализированности, т.е. направленности эволюционных процессов (а стало быть, искать детерминированность в их основе - тех процессах изменения наследственной информации и ее носителя - ДНК, которые принято считать случайными, а называть - мутационными). Если новая информация определяется изменением самого информационного носителя, то изменения ДНК должны быть, по крайней мере, в значительной степени  упорядоченными, и эта упорядоченность должна лежать в основе организации ее, ДНК, построения.

Во время оно мне попалась информация о том, что Ю.Стэнли обнаружил признаки такой упорядоченности на больших отрезках ДНК, и эта упорядоченность носит фрактальный характер, т.е. ее математические характеристики близко связаны с детерминированным хаосом.
Каковой бы ни была форма упорядоченности в расположении нуклеотидов по ДНК, но раз она существует, то: проистекает это из каких-то свойств нуклеотидов (которые, возможно, и не могут объединяться иначе как в “живые” молекулы), либо по причине преобразования одной закономерной упорядоченности их расположения в “цепочке” в другую, тоже закономерную, упорядоченность?
   Нам известны, однако, короткие последовательности нуклеотидов (высокоповторяющиеся последовательности), составляющие значительную долю интронов, которые никогда не приходят в активное состояние, т.е. не несут генетической информации. Их можно рассматривать как вкрапления мертвых структур внутри “живых”. Стало быть, нуклеотиды в состоянии организоваться как в “живые”, так и в “мертвые” молекулы (“живые”, т.е. способные функционировать: размножаться, сохранять структуру и развиваться - эволюционно изменяться). И этот факт подвигает нас на поиски такой закономерной упорядоченности, которая могла бы быть преобразована в ныне существующую внутри ДНК.
     И эти поиски, пожалуй, следовало бы начать “от яйца”, т.е. с вопроса зарождения жизни.  
« Последнее редактирование: Сентябрь 05, 2009, 14:57:50 от Ван »

Оффлайн Ван

  • Участник форума
  • Сообщений: 513
    • Просмотр профиля
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #28 : Сентябрь 05, 2009, 13:12:06 »
Вообще, многие вопросы теории эволюции вряд ли разумно исследовать  в отрыве от вопроса зарождения жизни, поскольку глубинные корни неразрешенных проблем первой вполне могут быть обнаружены именно там. Вопрос, применительно к рассматриваемой теме, можно поставить так: какую упорядоченность можно было бы обнаружить в строении первой “живой” молекулы?
     Возьмем в качестве исходной точки наиболее популярную гипотезу о происхождении жизни из “первичного аминокислотного бульона”, включавшего в свой состав, помимо прочего, пурины и пиримидины.
 Представим себе, вместе с Р.Докинзом, что первый репликатор образовался случайным образом под воздействием среды. Средовые воздействия, надо полагать, как сейчас, так и тогда, существовали и ритмичные (т.е. в первом приближении упорядоченные, например, суточный ритм с его солнечным светом и ночной темнотой, теплом и холодом), и неупорядоченные, случайные (грозовые разряды, вулканические извержения, гейзерные выбросы химически активных веществ). Если мы будем рассматривать “первичный бульон” как хаотичную систему аминокислот и нуклеотидов, находящуюся в равновесии со средой, то плавные и сравнительно слабые средовые воздействия, имеющие достаточную продолжительность во времени, в соответствии с принципом Ле-Шателье - Брауна, должны приводить к смещению равновесия в направлении, при котором эффект осуществляется. Одним из ответов на воздействие и будет образование более или менее стабильных структур из ранее неорганизованных “блоков”.  Что же касается сильных, но непродолжительных воздействий, то наиболее вероятным ответом на них будет разрушение таких структур.
    Какими по своим характеристикам могли быть соединения нуклеотидов, оказавшиеся первыми “живыми” молекулами? Рассмотрим лишь две позиции: относительную “устойчивость” к воздействию среды и упорядоченность или неупорядоченность структуры. “Устойчивостью” в данном случае мы будем считать способность или неспособность репликатора изменяться под воздействием обычных ритмичных средовых факторов.
    Устойчивые к воздействию внешней среды (другим словом, неизменяющиеся) соединения, независимо упорядоченности их структуры, не могли бы стать основой жизни уже потому, что они находятся в состоянии стационарного равновесия с максимальной энтропией и минимальной свободной энергией, т.е. это изначально “мертвые” соединения.
    Неустойчивые к воздействию среды, т.е. полностью разрушающиеся соединения, опять же вне зависимости от упорядоченности расположения нуклеотидов, хотя обладают свободной энергией в большом количестве, не имеют необходимого потенциала самосохранения.
      Неупорядоченные соединения, безразлично какой устойчивости, не могут приспособительно изменяться, поскольку собственно структуры не имеют. Поэтому, если они разрушаются при ритмичном изменении среды,  то не могут вернуться к прежнему состоянию. Таким образом, такие соединения не могут быть отнесены к категории условно-”живой” материи.
     Остается единственный вариант: упорядоченное соединение, не очень устойчивое к воздействию среды, т.е. частично разрушающееся под воздействием ритмических средовых изменений и вновь восстанавливающее свою структуру в благоприятных условиях. Такая молекула может быть названа живой согласно формулировке Гегеля. “Определение органической жизни, - писал он, - состоит только в том, что она в процессе своего разрушения все снова и снова восстанавливает себя” (Гегель Г.В.Ф. “Энциклопедия философских наук” М.: Мысль, 1975, т.2 “Философия природы”, с.151).

Оффлайн Ван

  • Участник форума
  • Сообщений: 513
    • Просмотр профиля
Re: Фрактальность в живой природе.
« Ответ #29 : Сентябрь 05, 2009, 13:16:38 »
     В живой и неживой природе, помимо кристаллических структур с простыми равномерными соотношениями, часто и буквально повсюду наблюдается следование закономерности, известной под названием “золотой пропорции” или “золотого сечения”. Ряд целых чисел, отношения которых друг к другу (последующего к предыдущему) в пределе приближается к “золотой пропорции”, именуется “рядом Фибоначчи” и также наблюдается во многих природных явлениях и соотношениях. Закон дискретности распределения числа органов у растений, предпочтения одних величин другим, установлен ботаником Ф.Людвигом, который построил многовершинные графики с максимумами различных порядков.  Используя графики ряда Ф.Людвига (они включают в себя, помимо чисел Фибоначчи, числа, стоящие между последними и находящиеся с ними и друг с другом в отношениях, производных от “золотой пропорции”), можно построить график, в котором числа будут отстоять друг от друга на расстоянии 3 и 5 единиц (промежутки чередуются в почти непредсказуемом порядке). На одной “цепи” целых чисел свободно размещаются три такие последовательности и еще остается немного места для четвертой, правда, имеющей уже иной характер построения (но тоже связанный с "золотой пропорцией). Весьма показателен общий двухмерный график, совмещающий все четыре последовательности. На нем видно, что в соответствии с рядами Ф.Людвига, последовательности выстраиваются, помимо общих порядков, еще и отдельными ответвлениями, “отростками”, в которых, как и в общем главном ряду Фибоначчи, наблюдаются отношения между последующими и предыдущими промежутками, в пределе приближающиеся к “золотому сечению”. Наглядный пример - та самая новогодняя ёлка, ветки которой прижаты к стволу, так, что, при определённом допуске, их можно считать частями ствола.