европейская цивилизация и все науки, требуется, как минимум, уважение. Конечно,

столь глобальное обобщение, выходящее за рамки любой науки, для нормального

современного ученого немыслимо, но если сузить пределы до "всего лишь" единого

универсального адаптационого ресурса, то появляется предмет для разговора

[1].

Обращение с единым адаптационным или "энергетическим" ресурсом как с

реальностью породило за тясячелетия много эффективных способов понимания

организма, его воспитания и управления им. Нельзя отмахиваться от явленной

эффективности ссылкой на отсутствие места для этого ресурса в современной

науке.

Во-первых, такая ссылка не вполне верна: просматривается если не определенное

место, то намек на его возможность - это все идеи и работы посвященные

неспецифическим адаптационным реакциям. Неспецифическое - значит единое для

многих воздействий. До единого адаптационного ресурса один шаг.

Во-вторых, столь же определенно просматривается возможная основа для

появления такого понятия. В теории эволюции существует единый принцип

оптимальности. Адаптация моделируется эволюцией. Соответствующий принцип

оптимальности для адаптации естественно искать или конструировать в таком

виде: максимум универсального (общего для всех организмов данного вида)

функционала при ограничениях, зависящих от состояния организма. Именно эти

ограничения и фиксируют количество единого адаптационного ресурса у данного

организма - такая интерпретация, если и не обязательна, то, по крайней мере,

возможна и естественна: ищется максимум приспособленности при фиксированных

возможностях организма. Возможности и формализуются как количество ресурса.

Наконец, если единый ресурс - эпифеномен, то надо его расшифровать и выявить

стоящие за ним сущности - это слишком важная идея, чтобы не замечать ее и

стоящую за ней практику.

Идея пятая. Модели "факторы-ресурсы" - язык для описания адаптационных

перестроек

Ученое сообщество относится к моделям гораздо либеральнее, чем к попыткам

ввести фундаментальное понятие. Поэтому, когда вместо дискуссионного понятия

"единый адаптационный ресурс" на сцене появляются модели "факторы-ресурсы",

споров становится намного меньше. Эти модели основаны на простых и, на первый

взгляд, понятных представлениях (в которых проглядывает базовое предположение

о едином адаптационном ресурсе): 1) организмы (группы, популяции) находятся

под действием ряда неблагоприятных факторов; 2) имеется некоторый ресурс (или

несколько ресурсов), который организм направляет на нейтрализацию этих

факторов; 3) изучение процессов оптимального распределения ресурсов может,

тем самым, прояснить некоторые детали реальной адаптации.

Самый тонкий вопрос: как и чем измерить воздействие факторов? Естественный

ответ - измерять его через среднее на больших временах изменение коэффициента

размножения - это в точности соответствует эволюционному принципу

оптимальности. Но универсальный принцип на то и универсален, чтобы увязывать

все процессы и факторы в одно число, реально определить которое из-за этого

весьма сложно.

Проблема измерения качества (“полезности”) различных особенностей, процессов

и т.п. с помощью универсальной меры оптимальности - коэффициента размножения

- является общей для всех задач с использованием эволюционного принципа

оптимальности. Иногда помогает следующий прием: предположим, что все измерено

как надо, проведем исследование и выявим те черты процесса, которые не

зависят или слабо зависят от конкретного способа измерения, а определяются

только некоторыми качественными особенностями. Простейшая форма таких

качественных особенностей - предположения о монотонности: про все параметры и

факторы устанавливается "что такое хорошо, а что такое плохо": что ведет к

увеличению среднего коэффициента размножения, а что - к его уменьшению. Еще

более обогащают возможные следствия предположения о том, как различные

факторы взаимодействуют между собой. Простейшее и самое популярное из таких

предположений - принцип Либиха: закон минимума Либиха "заключается в том, что

темп роста зависит от питательного элемента или от других условий, которые

присутствуют в минимальном количестве по отношению к потребности и

наличности" (см. [22], с. 81). Сейчас этот принцип понимают более обобщенно,

считая, что жизнь популяции определяется в первую очередь теми факторами,

которые наиболее отклоняются от оптимума.

Идея шестая. Либиховские и синергичные (анти-либиховские) системы факторов

Идея принципа Либиха очень проста: все (в том числе и средний коэфициент

размножения) определяется тем фактором, который "хуже всех". Система замечает

только его: так, при возделывании сельскохозяйственных культур, если есть

дефицит фосфора, то сколько ни добавляй азотных удобрений, все равно

урожайность не повысишь - нужно сначала покрыть главный дефицит. Наблюдение

за агроценозами (сельскохозяйственными угодьями) вроде бы подтверждает этот

принцип. Иногда его даже объявляют "законом природы". Однако рассмотрение

различных неблагоприятных факторов, действующих на организмы, убеждает нас в

том, что бывают и прямо противоположные эффекты, когда различные факторы

взаимно усиливают вредное воздействие (как знаменитые бинарные отравляющие

вещества, каждая компонента которых в отдельности сравнительно безвредна).

Такие системы взаимно усиливающих факторов естественно назвать синергичными.

Вопрос: "как устроена природа и верен ли принцип Либиха?" - с очевидностью

лишен строгого смысла. Выделяет факторы человек - исследователь. По всей

видимости, идея лимитирования в неявном виде присутствует при конструировании

систем факторов по принципу: "фактор - это то, что может лимитировать".

Группы же синергичных воздействий объединяются чаще всего в один фактор.

Более общим и гибким, чем принцип Либиха, является представление о том, что

различные неблагоприятные факторы объединены в группы синергичности, внутри

группы происходит взаимное усиление воздействий, а между группами отношения

строятся "по Либиху" - все определяется той группой, которая в данный момент

"хуже всех". Возможны и другие способы организации систем факторов. Все это

со временем должно быть исследовано.

Идея седьмая. Функциональные системы

Этой идее и ее автору П. Анохину здорово не повезло. Канонизированный при

жизни академик Анохин дождался признания, но не понимания своих идей. Чем

только не считали функциональные системы: и кибернетикой, открытой до Винера,

.... . Можно добавить еще одно понимание, наверняка не последнее, а также

свое объяснение странной судьбе идей Анохина. Анохин дал новую и очень

продуктивную онтологию (представление о сущем), но не дал адекватной

революции в технике работы. Поэтому, каждый раз, когда появлялась новая

продуктивная техника, которая совместима с онтологией функциональных систем,

ее начинают связывать и даже отождествлять с этой онтологией.

Сами же идеи теории функциональных систем напоминают нам сейчас об

организации систем виртуальных вычислительных машин, решающих свои задачи “в

теле” одной машины.

Объяснение эффекта

Пусть система неблагоприятных факторов, под действием которых находится

исследуемая группа, организована в соответствии с принципом Либиха. Тогда все

определяется тем фактором, который "хуже всех". Следовательно, все

адаптационные ресурсы должны быть направлены на нейтрализацию этого фактора,

пока он не сравняется по воздействию со вторым, после чего ресурсы будут

направляться на реализацию этих двух, пока они не сравняются с третьим и т.д.,

пока хватит ресурсов. Если ресурсов достаточно, то в результате адаптации все

факторы по силе своего воздействия будут выровнены. Обращаем внимание читателя

на парадоксальность полученного вывода: если принцип Либиха верен, то адаптация

(сукцессия, эволюция) ведет к выравниванию значимости различных факторов в

сложившейся и длительное время существующей системе, то есть к отсутствию

лимитирования: если лимитирование есть, то в конце концов его не будет.

Наблюдаемый эффект состоит в том, что при значительном адаптационном

напряжении для группы организмов корреляции между физиологическими

параметрами растут, а в ходе успешной адаптации корреляции между ними

уменьшаются. Итак, зафиксирован некоторый набор параметров. Множество

возможных наборов значений этих параметров естественно назвать пространством

состояний (точнее, но более громоздко - пространством наблюдаемых проекций

состояний). Каждый организм характеризуется вектором значений параметров

(точкой), а наблюдаемая группа - некоторым конечным множеством ("облаком")

точек в этом пространстве.

Если "все существенное" определяется одним лимитирующим фактором и реакцией

организма на него, то следует ожидать, что множество точек, соответствующее

группе, будет лежать в окрестности одномерного многообразия (кривой) и

характеризоваться, по существу, одним числом - степенью скомпенсированности

лимитирующего фактора. Если же есть два в среднем равнозначных фактора, то

вместо кривой имеем двумерное многообразие (поверхность). Как уже

установлено, для хорошо адаптированной группы все факторы примерно

равнозначны, поэтому размерность многообразия, вблизи которого расположено

облако точек, максимальна.

Итак, в ходе адаптации растет ... размерность облака точек, представляющего

группу: чем выше адаптированность, тем больше размерность. В линейном

приближении и получаем уменьшение корреляций в ходе адаптации: чем выше

адаптированность, тем меньше корреляции, и, напротив, чем больше напряжение,

тем они выше.

Уточнения: о понятии размерности и единицах измерения

Есть несколько деталей, нуждающихся в прояснении. Как нетривиально определить

размерность конечного множества точек? Два правильных, но тривиальных и

неинтересных ответа очевидны: во-первых, размерность конечного множества

всегда равна нулю (по определению размерности), во-вторых, через любое

конечное множество всегда можно провести сколь угодно гладкую кривую

(одномерное многообразие). Нетривиальное определение размерности имеет смысл

"промежуточной асимптотики": если рассматривать облако в увеличительное

стекло так, чтобы точки были отчетливо отделены друг от друга, то размерность

- точно ноль. Если же отодвинуться на некоторое расстояние так, чтобы

ближайшие точки сливались, то можно увидеть некоторое нетривиальное

многообразие. Если же удалиться слишком далеко, то все облако сольется в одну

точку и размерность снова окажется нулевой. Нас интересует именно то, что

лежит между первым нулем ("микроскопическим") и последним

("макроскопическим").

При переходе от общей идеи топологической размерности к линейной размерности

(рангу) ситуация становится более ясной: для любого конечного множества можно

построить ближайшее к нему (дающее минимум сумме квадратов расстояний от

точек данного множества) k-мерное аффинное подпространство при k=1,2, ... .

При некотором k точки исследуемого конечного множества впервые с наперед

заданной точностью e окажутся вблизи этого подпространства. Это значение k и

назовем размерностью. Оно зависит от заданной точности e (e-размерность).

Можно брать для характеризации конечного множества всю функцию k(e) или

другие связанные с ней показатели. Подробнее об этом - в основном тексте

книги.

За пределами линейного ранга все намного сложнее: трудно определять

размерность конечного множества так, чтобы это соответствовало идее

промежуточной асимптотики и позволяло работать не только с линейными

многообразиями (точнее сказать, можно делать это слишком многими способами и

ни один нас не удовлетворяет). Проблема - вызов для фантазии математиков.

Второе уточнение проще. Что является естественной системой единиц? Исходно

все параметры измеряются в своих единицах и требуется их "обезразмерить". Нас

устраивает стандартный способ перехода к безразмерным величинам, принятый в

методах обработки данных - естественной единицей считается разброс данных в

изучаемой группе (среднее квадратичное уклонение s), а место каждого

параметра x занимает соответствующая безразмерная величина x/s .

Роль контекста

На первый взгляд объяснение весьма просто и не требует привлечения большого

сложного контекста. Причем здесь эволюционные принципы оптимальности, единый

адаптационный ресурс ("прана" XX века), модели факторы-ресурсы и другие

упомянутые идеи? Вроде бы использовались только принцип Либиха и общее

представление о ресурсах. Здесь мы попадаем в ловушку, расставленную нам

гибкостью естественного языка. За счет богатства выразительных средств и

эксплуатации привычных ассоциаций и смыслов удается обойти многие неясности,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9