Направленность эволюции

[Евгений Гаврилычев]

Все мы "интуитивно ощущаем" некое единство в эволюционировании различных форм движения материи: физической, биологической, социальной. Но есть ли направленность в эволюционировании как таковая? Если да, то в чём она состоит, каковы её движущие силы, каков возможный "итог" её наличия?
Можем ли мы отыскать такие ключевые, единые для всех уровней эволюции закономерности, которые имели бы для нас не только "обще-методологическое" значение, но и нечто "практически продуктивное"?

Буду рад увидеть и обсудить здесь идеи самого широкого спектра!

[Евгений Гаврилычев]

[Что касается моих ближайших сообщений в этой теме, то они являются продолжением тех мыслей, которые были изложены в теме "Универсальная Схема Эволюции". Если они (сообщения) кого-то заинтересуют, то для связного их восприятия советовал бы просмотреть посты в указанной теме: ## 106-111, 113 (с. ]

Для предметного разговора об общей направленности эволюции нам без привязки ко второму закону термодинамики никак не обойтись. Здесь его считал бы удобным сформулировать следующим образом (для снятия ограничения в общности): вероятность перехода системы из менее устойчивого состояния в более устойчивое выше вероятности обратного перехода.
Для нас принципиально то обстоятельство, что сама форма устойчивости никак не регламентируется. Если это система из простейших ("изотропных") элементов по типу сосуда с идеальными газами, то устойчивое состояние - их гомогенная смесь. Если же в системе в том или ином виде возникает и функционирует "аналог" Демона Максвелла, то более устойчивым состоянием (аттрактором) становится состояние с более "усложнённой", более гетерогенной структурой, в сторону которого она и движется. На практике эти два "противоположных" процесса - структурирования и деструкции - сплошь и рядом идут встречно/попеременно, и мы просто "слепо-субъективистски" гиперболизируем значимость или доминирование то одного, то другого.

Поскольку наличие такого "гетерогенизирующе-анизотропирующего" демона играет ключевую роль в процессе самоструктурирования систем (и поскольку к нему не раз придётся возвращаться), то для краткости назовём его m-фактором (от "Максвелл"). Пример: Пусть имеется совокупность исходных строительных молекул, при случайных столкновениях и взаимодействиях которых возможны различные варианты их соединения с возникновением всевозможных молекулярных комплексов. Каждая из новых систем структурируется "снизу", шаг за шагом, для каждого из которых нужно ждать относительно редкого случая удачного нахождения в нужной точке пространства нужного же сочетания молекул-кирпичиков. При этом в самом акте системообразования  у системы возникает совокупность новых свойств (какие-то из них важны для дальнейшего роста системы "вверх", а остальные - "побочны"). Среди этих вновь-образованных свойств могут оказаться и такие, которые станут предпосылкой к возможности репликации данных систем: удачное сочетание более сильных внутренних и более слабых внешних молекулярных связей. Именно это сочетание и является m-фактором для протекания процесса самотиражирования систем в приведённом примере. Однократно возникнув случайным образом, указанная система начинает "размножаться" быстрее других, что в итоге приводит к "самоорганизации" данной области пространства (и второму закону в данных условиях противоречило бы как раз отсутствие этого процесса!)
Таким образом, сам m-фактор возникает каждый раз случайно ("снизу"), но после его появления процесс уже закономерно - в силу второго закона - идёт в сторону "усложнения" структуры системы.

Абсолютно для каждой ступеньки эволюционирования материи, для каждого большого и малого "ароморфоза", для каждого типа устойчивости существует свой вариант этого m-фактора, который и составляет основу механизма реализации данной эволюционной ступени.

[василий андреевич]

Однократно возникнув случайным образом, указанная система начинает "размножаться" быстрее других, что в итоге приводит к "самоорганизации" данной области пространства (и второму закону в данных условиях противоречило бы как раз отсутствие этого процесса!)
Таким образом, сам m-фактор возникает каждый раз случайно ("снизу"), но после его появления процесс уже закономерно - в силу второго закона - идёт в сторону "усложнения" структуры системы.

Евгений, это вы уж больно круто и без разбега. Эволюция не катастрофа, что бы удачно плодиться по второму принципу, надо хотя бы заставить соседей приступить к антиразмножению. Либо говорить, что размножение это не копирование, расширение вариаций.
  И разъясните мне, каким параметром сложная структура отличается от менее сложной так, что бы сложность была вероятнее простоты.

[Евгений Гаврилычев]

Что вы подразумеваете под "практически продуктивным"? Использование универсальных законов эволюции на практике? Как вы себе это представляете?

Например:

1. Поняв суть направленности эволюции, можно было бы попытаться сформулировать что-либо более-менее конкретное по поводу того, что же было до Большого Взрыва (или до того события, которое у нас с БВ ассоциируется).
Аналогично и "вверх": Чего нам ждать дальше? Устроит ли нас ЭТО? Каковы наши возможности что-либо в этом плане "подкорректировать"?

2. Возможно, что и в самых общих закономерностях (СМ плюс ЕО) мы чего-то существенного ещё "недоразглядели", и это нечто можно будет приспособить для более предметного анализа не только прошлого и будущего, но и современной нам действительности. 

[василий андреевич]

Насчет направленности...
................................................
- структуры должны быть вариантны
- вариации должны быть наследуемы
- воспроизводству некоторых выриантов должны благоприятствовать условия среды.
..................................................

О направленности мы судим однозначно, разумея пресловутую стрелу времени. Последовательность временных отрезков неповторяема только в силу направленности эволюции (как единственной формы существования). Какой физический принцип, подчеркивающий направленность нам известен? только второй.
А теперь по порядку:
- структуры вариативны, ибо в противном случае, они будут являть собой противо энтропийную концентрацию
- вариации наследуемы, ибо иначе Наблюдатель регистровал бы только неопределенные флуктуации. Сам процесс наблюдения-поглощения флуктуаций есть изъем беспорядка из среды в структуру. Для начала эволюции необходимо лишь, что бы энергия активации структур была не ниже энергии вероятных флуктуаций
- а вот со средой я бы подождал, ибо среда - это вселенная. Мы сами среда для своих молекул, а они проходя сквозь нас задерживаются в нужном месте на нужный отрезок времени.

Как видите, я не желаю нуждаться в гипотезе БВ, будь то Божье Волеизъявление или Большой Взрыв.

[vitus]

Но есть ли направленность в эволюционировании как таковая? Если да, то в чём она состоит, каковы её движущие силы, каков возможный "итог" её наличия?

На мой взляд, о любой системе, о которой можно сказать, что она эволюционирует, можно также сказать и то, что она пытается превратить всю окружающую ее материю в часть своей структуры. Если это можно назвать целью, то это цель эволюции любой из систем - превратить все вещество в себя.

[Евгений Гаврилычев]

На мой взляд, о любой системе, о которой можно сказать, что она эволюционирует, можно также сказать и то, что она пытается превратить всю окружающую ее материю в часть своей структуры. Если это можно назвать целью, то это цель эволюции любой из систем - превратить все вещество в себя.

Да, согласен. В одном из ближайших "плановых" сообщений я как раз собирался об этом поговорить.

[Евгений Гаврилычев]

  И разъясните мне, каким параметром сложная структура отличается от менее сложной так, что бы сложность была вероятнее простоты.

Именно тем, что я обобщённо назвал m-фактором. При его наличии "сложность будет вероятнее простоты", при отсутствии - наоборот:

- Если в смеси газов установить перегородку с работоспособным управляющим ею демоном, то газ "самопроизвольно" разделится на два вида - сложность возрастёт.
- Пусть есть смесь простейших молекулярных комплексов (систем) разной степени сложности (пусть даже и разных по размеру: если система сложнее, то она и больше одновременно) с примерно равной энергией межмолекулярных связей в них. Пусть имеется "рассеяный" внешний разрушающий фактор (по типу "термофлуктуации"). Ясно, что вероятность выживания простых комплекс выше. Но если какие-либо более сложные системы обладают свойством репликации, то доминировать смогут они: скорость их разрушения выше в два раза (за счёт геометрического фактора), а скорость рождения - в три (за счёт m-фактора). Конечно, в данном случае устойчивее не данный конкретный комплекс (один), а их "вид": устойчивее переносимый данной системой информационный образ - но о нём и речь.

Внешне в двух этих примерах природа "анизотропирующего" фактора выглядит совершенно разной, но на деле она едина. По сути своей она идентична природе любого триггера: наш физический мир устроен так, что в нём меньшие энергетические импульсы потенциально могут управлять большими (в конечном счёте всё это проистекает из фундаментальных свойств нашего пространства и ограниченности скорости передачи возмущений в нём - но это уже сильно в сторону от темы). В первом приведённом примере энергия "считывания" информации с каждой молекулы должна быть ниже её средней кинетической энергии, а во втором - энергия "продольных" межмолекулярных связей в комплексе-репликаторе должна быть больше энергии "периферийных" (сборочных) связей.

[augustina]

Среди этих вновь-образованных свойств могут оказаться и такие, которые станут предпосылкой к возможности репликации данных систем: удачное сочетание более сильных внутренних и более слабых внешних молекулярных связей.

Разве это не заложено в самих свойствах вещества? Атом водорода, соединяясь с другим, абсолютно аналогичным атомом, образуют молекулу водорода. Это можно назвать эволюцией вещества?

Именно это сочетание и является m-фактором для протекания процесса самотиражирования систем в приведённом примере.

Самотиражирование молекул из атомов не нуждается в наличии m-факторов.

 Однократно возникнув случайным образом, указанная система начинает "размножаться" быстрее других, что в итоге приводит к "самоорганизации" данной области пространства (и второму закону в данных условиях противоречило бы как раз отсутствие этого процесса!)

Не понятно, что Вы здесь имеете ввиду. Кислород НЕ случайно самоорганизуется в устойчивые молекулы, а закономерно. Атомарный кислород О⁰ в отсутствии восстановителей тут же переходит в молекулярный кислород О₂ и озон О₃. Вы считаете, что это происходит случайно?

Таким образом, сам m-фактор возникает каждый раз случайно ("снизу"), но после его появления процесс уже закономерно - в силу второго закона - идёт в сторону "усложнения" структуры системы.

Как видим, и без всяких m-факторов вещество закономерно стремится к усложнению. Молекула сложнее атома, а две разных молекулы (Н₂О) сложнее образовавших её хим. элементов.

Кроме того, "m-фактором" можно считать и гравитацию, ибо именно с её помощью разрозненные молекулы собираются в звёзды/планеты, где происходит их разделение (упорядочивание?) на более лёгкие (они всплывают) и более тяжелые (они тонут).
Нет нужды в m-факторе, поскольку молекулы отличаются друг от друга по свойствам (как частный случай, по весу).

[augustina]

- Если в смеси газов установить перегородку с работоспособным управляющим ею демоном, то газ "самопроизвольно" разделится на два вида - сложность возрастёт.

Это и происходит.  Не гипотетически, а реально. Более лёгкий гелий "всплывёт", более тяжелый кислород "утонет". Вот и разделение. Без демона. Вернее, гравитация - это и есть демон. И собирает "в кучу" и "разделяет" по весу.

[augustina]

Насчет направленности...
................................................
- структуры должны быть вариантны
- вариации должны быть наследуемы
- воспроизводству некоторых выриантов должны благоприятствовать условия среды.
..................................................

О направленности мы судим однозначно, разумея пресловутую стрелу времени.

Не только. Излучение всегда распространяется только от источника. Волны от камня распространяются только от точки возмущения спокойствия, свет, покинув источник, назад уже не возвращается. Гравитация всегда действует только в одну сторону.

Какой физический принцип, подчеркивающий направленность нам известен? только второй.

Почему же? Я считаю, что третий. Только условия диктуют какая система окажется жизнеспособной. При одних условиях - одна, при других условиях - другая.
Потому не могу согласится и с цитатой Ф.Жакоба, что "Дарвиновская концепция подводит к заключению: сегодняшний мир живых существ, который мы видим вокруг себя,— лишь один из множества возможных."
Учитывая уникальное чередование условий на Земле, и помня, что именно чередование этих условий формировало наш сегодняшний мир живых существ, мир, который мы видим вокруг себя - единственно возможный.
В других условиях это уже будет другой мир, определяемый другими условиями.

- а вот со средой я бы подождал, ибо среда - это вселенная. Мы сами среда для своих молекул, а они проходя сквозь нас задерживаются в нужном месте на нужный отрезок времени.

Ну и напрасно. Молекулы "задерживаются в нужном месте на нужный отрезок времени"...Кому "нужный"? Не организму ли как среде? Если уж мы сами "среда" для своих молекул, то и не могут они (за исключением ошибок) задерживаться где либо ещё, и на какое-то иное время. Ибо среда(организм) и диктует, где задержаться и на какое время.

Как видите, я не желаю нуждаться в гипотезе БВ, будь то Божье Волеизъявление или Большой Взрыв.

А это Ваше желание вполне разделяю, так как БВ - всего лишь не доказанная гипотеза, равноценная божественному творению.
Кстати, эффект Казимира допускает и непрерывную генерацию вещества из "физического вакуума". В таком случае вообще необходимость в БВ отпадает. Вещество Вселенной может непрерывно рождаться "из ничего", и ставит под сомнение закон сохранения.

[Евгений Гаврилычев]

[в продолжение #1]

Обобщая ранее сказанное следует отметить, что также как в каждом последующем акте структурирования (системообразования) данная система приобретает новые свойства при сохранении основных исходных, так и каждый предыдущий этап эволюционирования (с соответствующим ему типом устойчивости) создаёт предпосылки для формирования на его основе следующих этапов (то есть последующие включают все основные системообразующие свойства предыдущих; этот важнейший принцип последовательности будет существенен для нас в дальнейшем).

Аналогично на базе рассмотренных ранее статистического и динамического типов устойчивости формируется следующий, ещё более эффективный. В каком направлении природа могла бы "искать" его? Очевидно, действуя в рамках своей прежней "стратегии": стремясь снять первопричину изменчивости, которой, как мы раньше установили, является не просто переменчивость во времени характера внешних разрушающих воздействий, но и принципиальная непредсказуемость для данной системы существа этой переменчивости. (Не зная параметров завтрашних  внешних воздействий, системы с динамическим типом устойчивости могут совершенствоваться в определённом смысле лишь экстенсивно - всё больше увеличивая количество "запасных" вариантов состояния).

Однако данная непредсказуемость - не просто "затруднение". Она является фундаментальной проблемой, проистекающей из фундаментальных же параметров нашего пространственно-временного "континиума" (можно сказать, что это своего рода оборотная сторона тех же его свойств, которые делают принципиально возможным осуществление триггерных преобразований потоков энергии). Данная система в данный момент времени "знает" всё о своей собственной структуре (энергетических параметрах и информационной конструкции), но принципиально не знает ничего о внешнем объекте (другой системе) вплоть до начала непосредственного контакта (взаимодействия) с ним.

Похоже, что в этих условиях моделирование внешнего воздействия и является тем единственно возможным способом, который природа только и могла "придумать" для обхода данного фундаментального препятствия. Собственно его она и реализовала во множестве различных вариантов; в наиболее совершенном виде - в работе мозга высших.
Главный принцип работы мозга (имея в виду под ним всю центральную нервную систему и именно аспект моделирования) сводится к замене анализа поведения реальных внешних объектов на анализ поведения моделей этих объектов. С помощью периферийных органов снимается "прямая" информация о внешних системах ("прошлая", уже "состоявшаяся"): об их пространственно-временных характеристиках и закономерностях поведения. В мозге эта информация перекодируется на другую - на ту информацию, которая заключена в совокупных электромагнитных контурах нейронных полей (нейронных комплексов). В процессе жизни (и познании внешнего мира, и совершенствовании методов кодировки/идентификации) происходит всё более точная "юстировка" этих внутренних информационных образов внешних объектов, они начинают всё более точно отражать их природу и закономерности взаимодействий, но при этом в принципе продолжают оставаться лишь их аналогами, развивающимися по внешне близким, а по-существу - по своим собственным законам. (Так, например, если закономерности функционирования самих внешних объектов сугубо "физичны", то управляющие программы для работы внутренних контуров отчасти могут быть сформированы и самим мозгом сугубо "умозрительно-виртуально", как чисто математические объекты).
В результате всего этого система в конечном итоге и получает возможность иметь информацию об ещё не произошедших событиях во внешнем мире и успевать сформировать соответствующую реакцию на них. (И хотя всё это до некоторой степени "очевидные" вещи, но описание их здесь и именно в таком ключе потребуется нам позже - при разговоре о случайности и детерминированности в эволюционировании).   

[Евгений Гаврилычев]

Среди этих вновь-образованных свойств могут оказаться и такие, которые станут предпосылкой к возможности репликации данных систем: удачное сочетание более сильных внутренних и более слабых внешних молекулярных связей.

Разве это не заложено в самих свойствах вещества? Атом водорода, соединяясь с другим, абсолютно аналогичным атомом, образуют молекулу водорода. Это можно назвать эволюцией вещества?

Именно это сочетание и является m-фактором для протекания процесса самотиражирования систем в приведённом примере.

Самотиражирование молекул из атомов не нуждается в наличии m-факторов.

 Однократно возникнув случайным образом, указанная система начинает "размножаться" быстрее других, что в итоге приводит к "самоорганизации" данной области пространства (и второму закону в данных условиях противоречило бы как раз отсутствие этого процесса!)

Не понятно, что Вы здесь имеете ввиду. Кислород НЕ случайно самоорганизуется в устойчивые молекулы, а закономерно. Атомарный кислород О⁰ в отсутствии восстановителей тут же переходит в молекулярный кислород О₂ и озон О₃. Вы считаете, что это происходит случайно?

Таким образом, сам m-фактор возникает каждый раз случайно ("снизу"), но после его появления процесс уже закономерно - в силу второго закона - идёт в сторону "усложнения" структуры системы.

Как видим, и без всяких m-факторов вещество закономерно стремится к усложнению. Молекула сложнее атома, а две разных молекулы (Н₂О) сложнее образовавших её хим. элементов.

Кроме того, "m-фактором" можно считать и гравитацию, ибо именно с её помощью разрозненные молекулы собираются в звёзды/планеты, где происходит их разделение (упорядочивание?) на более лёгкие (они всплывают) и более тяжелые (они тонут).
Нет нужды в m-факторе, поскольку молекулы отличаются друг от друга по свойствам (как частный случай, по весу).

Всё верно, но есть одно НО: Вы описываете те случаи (и только те случаи), которые я отношу к статическому типу устойчивости. Именно так и эволюционирует материя на "физической" стадии, это эволюция только в "вертикальном" направлении: от элементарных частиц к атомам, кристаллам, галактикам. Всё это просто переходы от менее прочной связи к более прочной в данных условиях. Да, это тоже разновидность эволюции, но это первый, самый "примитивный" её тип, который как раз препятствует приспособляемости системы к переменчивости внешней среды.

Аналогично с газами. Да, смесь газов с разной массой молекул гравитацией разделится, и система при этом усложнится, но это также будет усложнение элементарного, первого порядка (всего лишь возникнет больцмановское распределение концентраций газов по высоте, и какая с этого дальше может быть "польза"?)
 
Одно дело тиражировать текст перепечатыванием его на машинке, и совсем другое (по скорости "рождаемости") - с помощью "репликатора" в виде типографских матриц-клише. То же самое с "размножением" сложных молекул: собирать каждую из них по атому-буковке или сразу блоками-словами.

А вот одновременного роста и сложности строения, и устойчивости достичь не просто.
При этом как таковой рост сложности для нас не самоцель. Но чем сложнее система, тем у неё больше свойств вообще, а чем больше свойств вообще, тем выше вероятность наличия среди них "полезных" для возникновения новых видов устойчивости - вот в чём заключается наша стратегическая "философия".
Наличие m-фактора - это предпосылка к возможности осуществления одновременного ("параллельного") роста и сложности, и устойчивости.

(Пример по поводу необходимости в "сложности": У хромосомы миллион всевозможных свойств, но лишь несколько из них являются собственно "хромосомными" с эволюционной точки зрения. У данной клетки всевозможных свойств миллиард, но без них невозможны были бы и те несколько, которые и позволяют ей выполнять свою индивидуально-уникальную клеточную роль для всего организма. В нашем аспекте рассмотрения эти несколько свойств клетки и "сложнее", и "полезнее", нежели соответственные хромосомные "уникальности").

[василий андреевич]

В результате всего этого система в конечном итоге и получает возможность иметь информацию об ещё не произошедших событиях во внешнем мире и успевать сформировать соответствующую реакцию на них. (И хотя всё это до некоторой степени "очевидные" вещи, но описание их здесь и именно в таком ключе потребуется нам позже - при разговоре о случайности и детерминированности в эволюционировании).   

Евгений, так не годится на форуме. В таком духе я уже садился в лужу. Если у вас готова статья, то выложите ее где-нибудь и дайте ссылку. Форум все же для обсуждения неких ключевых моментов, требующих подобия мозговой атаки, а не для "вербовки" адептов своих взглядов.
  Я, например, не успел усвоить всего того, что позволяет системе предвосхищать. И как система может реагировать на отсутствие воздействия, ведь по вашему ОНО еще только в тайне планируется в других закромах других систем, как я вижу, изолированных от данной? Но если это столь очевидное потребуется позже, то позже и надо говорить об этом.

И неужели Вы думает, что м-фактор в вашей интерпретации столь очевиден, что ему нельзя опонировать? Например, Августина, справедливо заметила, что для многих явлений его введение просто излишне. Например, целые институты, видя что эволюция биосферы, вроде бы, противоречит второму началу, не гоже сумняшесть, вводят негэнтропию, объявляя ее просто свойством той природы, для которой надо подобрать новые законы физики.
  Я готов согласится с очень многим в Ваших вступлениях к главному, но не берусь все снова раскладывать по полочкам, что бы выявить противоречия, а они есть.
  Вот выхватим первую фразу.

Обобщая ранее сказанное следует отметить, что также как в каждом последующем акте структурирования (системообразования) данная система приобретает новые свойства при сохранении основных исходных, так и каждый предыдущий этап эволюционирования (с соответствующим ему типом устойчивости) создаёт предпосылки для формирования на его основе следующих этапов (то есть последующие включают все основные системообразующие свойства предыдущих; этот важнейший принцип последовательности будет существенен для нас в дальнейшем).

Почему бы не сказать просто, дескать, таким образом проявляется принцип наследования.

Короче я перестаю понимать что-зачем-почему.

[василий андреевич]

Аналогично с газами. Да, смесь газов с разной массой молекул гравитацией разделится, и система при этом усложнится, но это также будет усложнение элементарного, первого порядка (всего лишь возникнет больцмановское распределение концентраций газов по высоте, и какая с этого дальше может быть "польза"?)

А такая польза, что не все в этом процессе гравитационной дифференциации столь элементарно. Стремление к равновесию приведет к установлению вертикального не только барического, но и температурного градинта. И устойчивое равновесие превратиться в фикцию. Статистическое соударение молекул приведет их организации в системы спонтанных турбулентных фрагментов вихревых движений. Самопроизвольный распад этих движений вызовет локальные термоградиенты, которые приведут в действие более масштабные потоки. Распад потоков - это эрергетический выплеск в окружающую среду. А чем ответит среда? Она обязательно найдет способ восполнить "выплеск". И объединенная надсистема со средой  самопроизвольно перейдет в стадию порождения волн или пульсаций энергообмена. Но что такое система-среда, объединенная взаимодействием. Это прежде всего состояние с вариациями энтальпии. А энтальпия есть сумма внутренней энергии системы, плюс, отрицательная работа среды. Чем не тепловая машина по разделению "нуля" на кинетическую и потенциальную составляющие энергии? И чем не эволюция? По горизонтальной вертикали. Вот только эмфакторного беса привлекать не хочется...