THE WEB OF LIFE
За последние 25 лет в научном мире появился новый язык для понимания сложности живых систем, таких как живые организмы, социальные системы, экосистемы. Вы , наверное уже слышали о ключевых концептах понимания сложности живых систем - хаос, развлечения, фракталы, рассеивающиеся структуры, самоорганизация или произвольно возникающие networks.
В начале 80-х я обратил внимание на процесс синтеза этих концептов. Интеллектуальная традиция системного мышления и различные модели живых систем впервые были созданы в первые декады нашего столетия, что сформировало концептуальное и историческое направление развития науки. Мой синтез последних моделей и теорий можно рассматривать как череду теорий о возникновении живых систем. То что сейчас появляется в науке - это связанная обобщенная теория, которая впервые предлагает общее отношение к мысли, материи и жизни.
С тех пор как над индустриальным обществом доминировало Картезианское противоречие между духовностью и материей, эта новая точка зрения показывает что преодоление Картезианского противоречия произведет изменения не только в научном и философском мире, но и будет иметь громадные практические возможности. Это может изменить способ общения друг с другом и с окружающим пространством, то как мы относимся к нашему здоровью, то как мы понимаем и организуем свой бизнес, наши системы образования и другие социальные и политические структуры.
В том числе новое понимание жизни позволит нам создать и воспитать стабильное общество - уникальная возможность нашего времени, а также даст нам возможность понять как природные сообщества растений, животных и микроорганизмов (экосистемы) организовали свою жизнедеятельность для достижения максимальной экологической стабильности. Нам придется еще многому учиться у Царства Природы для того чтобы стать экологически грамотными существами. Нам необходимо понять основные принципы организации всех живых систем. Мне кажется что Web of Life дает необходимую основу для экологических изысканий и практики.
Для начала мне хотелось бы дать вам краткую историческую справку о традиции системного мышления. Впервые системное мышление было использовано в 20-е годы одновременно в трех разных направлениях: биология организмов, гесталтная психология и экология. Во всех трех областях ученые занимаются изучением живых систем или интегрированных цельностей чьи составляющие не могут быть уменьшены в более меньшие части. В состав живых систем входят отдельные организмы, части организмов, сообщества организмов, такие как социальные системы или экосистемы. Живые системы составляют очень сложную классификацию и системное мышление является по своей природе интердисциплинарным, или лучше сказать трансдисциплинарным.
Экология как наука, которая развилась в 20-е годы, обогатила системное отношение к жизни, представив новую очень важную концепцию - концепцию сети. С самого начала экологические сообщества рассматривались как последовательность организмов состоящих в связи друг с другом в сети через питающие связи. Впервые экологи сформулировали концепты пищевых цепочек и пищевых циклов, которые в свою очередь являются составляющими в современном концепте пищевой сети.
Когда концепция сети стала основной в экологии, последователи системного мышления начали использовать формы сети на всех уровнях живых систем, рассматривая организм как сеть органов и клеток, так же как экосистемы понимаются как сети отдельных организмов. Это привело к ключевому решению что сеть является моделью, которая применима ко всем аспектам жизни. Там, где мы видим жизнь, мы видим сеть.
Итак, современное понимание живых систем начало формироваться в 20-х - 30-х годах. Во время 40-х годов были сформулированы конкретные теории существования живых систем. Это означает что системные концепции были интегрированы в связанные теоретические основы, определяющие принципы организации живых систем. Эти теории, которые я называю "классические системные теории", включают в себя общие системные теории и кибернетику.
Наиболее важным является водораздел между системным мышлением классических системных теорий 40-х гг и теорий живых систем, появившихся за последние 25 лет. Отличительной особенностью новых теорий является наличие математического языка, который впервые позволил ученым разобраться в сложности существования живых систем математическим путем.
Мы должны осознать что даже самая простая живая система - бактериальная клетка, является весьма сложной сетью, состоящей из тысяч зависящих друг от друга химических реакций. В 70-е гг был создан новый ряд концепций и технологий для изучения сложных сетей, которые послужили началом формирования обобщенных математических рамок. Теория хаоса и фрактальная геометрия являются важными разделами математики живых систем.
Отличительной особенностью этой математики является то, что это нелинейная математика. В науке, до недавнего момента, мы всегда пытались избежать нелинейных уравнений, только потому что их очень тяжело решить. Например, медленное течение воды в реке, в которой нет препятствий, математически определяется как линейное уравнение. Но когда в реке есть скала, появляются водовороты, появляется турбулентность и это сложное движение считается нелинейным уравнением. Движение воды становится настолько сложным, что его можно считать хаотичным.
В 70-е гг ученые впервые получили доступ к быстрым компьютерам , которые могли помочь составлять и решать нелинейные уравнения. Делая это, они разработали большое количество новых техник, новый математический язык, который обнаружил удивительные формы внутри на первый взгляд хаотичного поведения нелинейных систем, порядок внутри хаоса. На самом деле, теория хаоса является теорией порядка, но порядка нового, который можно обнаружить при помощи новой нелинейной математики.
Это очень важно для теорий о живых системах, потому что простые формы сетей всех живых систем являются тоже очень сложными. Для того чтобы понять эти сети математически вам необходимы нелинейные уравнения и техники, и начиная с 70-х годов в нашем распоряжении есть эти техники.
В 70-е годы окрепший интерес к феномену нелинейности положил начало целой серии новых мощных теорий, определивших некоторые аспекты живых систем. Эти теории, о которых я говорю в деталях в книге, формируют компоненты моего синтезиса новой концепции жизни.
Я склонен полагать, что ключ к основной теории живых систем лежит в синтезисе двух различных подходов, которые противоречили друг другу на протяжении всей истории существования науки, в изучении модели (форма, порядок, качество) и изучении структуры (субстанция, материя, количество).
Структуральный подход спрашивает: Из чего это сделано? Что является основными составляющими? Модельный подход спрашивает: Что является первоначальной формой той или иной структуры? Существует две разные линии исследования, которые находились в противоречии в научной и философской традициях.
Чтобы показать как структуральный подход может быть интегрирован с модельным, мне необходимо объяснить эти два термина более полно. Формой (моделью) организации любой системы живой или не живой является сочетание отношений между системными компонентами, которые обуславливают основные характеристики системы. Другими словами, определенные отношения должны быть представлены чему-либо таким образом, чтобы в них мы могли узнать, ну, например кресло, велосипед или дерево. Такое сочетание отношений , где определение структуры связано с определением конкретных физических компонентов системы - формы, химического состава и т.д.
В живой системе существует непрерывный поток материи; происходит непрерывный рост, развитие и эволюция. С самого начала биологии как науки понимание любой живой структуры было неотделимо от понимания таких процессов как метаболизм и развитие.
Эти поразительные особенности живой системы предполагают процесс как третий критерий современного определения природы жизни. Процесс жизни - это активность вовлеченная в постоянно продолжающееся воплощение организации форм системы. Таким образом критерием любого развития нужно считать связь между формой и структурой.
Критерий развития составляет концептуальную основу моего синтеза новых теорий о живых системах и это воплощение является непрерывным процессом. Одно могу сказать - что три разных критерия - форма, структура и процесс являются тремя неотъемлемыми перспективами феномена жизни. Они составляют три концептуальные плоскости моего синтеза.
Это означает то, что для понимания живой системы мы должны ответить на три вопроса: Какая структура? Какая форма организации? В чем заключается процесс жизни? Теперь я хотел бы ответить по порядку на все три вопроса.
Структура живой системы была описана Ильей Пригожиным в его теории о рассеянных структурах. Пригожин признал что живые системы могут поддерживать свои жизненные процессы в состоянии нарушенного равновесия. Живой организм характеризуется постоянным течением и изменением его метаболизма, состоящего из тысяч химических реакций. Химическое и термальное равновесие существует тогда, когда все процессы метаболизма останавливаются. Другими словами организм, находящийся в состоянии равновесия - мертвый организм.
Живые организмы самовоспроизводятся в состоянии далеком от равновесия, которое по сути и является состоянием жизни. Хотя это состояние и не находится в равновесии, но тем не менее это состояние стабильности: те же самые структуры создаются несмотря на продолжающийся поток и изменение компонентов. Пригожин назвал эти системы "рассеивающиеся структуры", подчеркивая тесную связь между структурой с одной стороны, и потоком и изменением (рассеиванием) с другой.
Согласно теории Пригожина, рассеивающиеся структуры не только поддерживают свою жизнедеятельность в состоянии стабильности, но не в равновесии, а также могут еще и развиваться. Когда измененный поток энергии и материи проходит через рассеянные структуры, они в определенные моменты становятся нестабильными и трансформируются в более сложные структуры. Спонтанное появление новых структур и новых форм поведения, что стало известно как самоорганизация, является базисом феномена обучения, развития и эволюции.
Теперь же дайте мне обратиться ко второму вопросу природы жизни, форме организации. Форма организации живой системы есть сеть отношений, в которых функция каждого компонента состоит в трансформации и замещении других компонентов сети. Эта форма взаимоотношений была названа "Аutopoiesis" учеными Умберто Матурана и Франциско Варела. "Аuto" конечно же означает сам(о)-, и "Poiesis", имеющий один греческий корень со словом поэзия, имеет в данном случае значение "делать". Таким образом, "Autopoiesis" означает самопроизводство. Сеть непрерывно продолжает производить саму себя, при чем за счет компонентов сети для производства самих же компонентов.
Понимание процесса развития живых систем, пожалуй наиболее революционный аспект появляющихся новых теорий, которые подразумевают новую концепцию мышления или знания. Эта новая концепция была предложена Грегори Бэйтсон и разработана более полно Матурана и Варела, известна в научном мире как Сантьягская теория знания.
Центральным местом в Сантьягской теории является определение знания как процесса узнавания процессов жизни. Знание, по определению Матураны и Варелы, есть активность, вовлеченная в самопроизводство и самосохранение автопоэзисных сетей. Другими словами знание и есть процесс жизни. Это очевидно, что мы имеем дело с радикальным распространением концепта знания, подразумевая концепт мышления. Таким образом знание определяет все жизненные процессы, включая восприятие, эмоции и поведение и не обязательно предполагает необходимость участия нервной системы или мозга.
Сантьягская теория знания, я полагаю, первая научная теория, которая не сталкивается с Картезианским противоречием между разумом и материей и таким образом имеет перспективу развития и применения. Разум и материя больше не находятся в противоречии и не являются двумя разными категориями, но рассматриваются как два взаимосвязанных аспекта феномена жизни: аспект движения (процесса) и структуральный аспект. На всех уровнях жизни, начиная с простейшей клетки, разум и материя являются процессом самоорганизации. Впервые у нас есть научная теория, объединяющая разум, материю и жизнь.
Frijof Capra, Ph.D, Physicist and system theorist, is a director of the Berkeley based center of Ecoliteracy. (The Tao of Physics, The Turning Point, The Uncommon Wisdom, Web of Life, screenplay for Mindwalk). Печатается с любезного разрешения Spirit Magazine/Trojan Horse Publication