18* На грани порядка и хаоса

Главная эволюционная мысль книги [Чайковский, 2004] состоит в следующем: к эволюции способны не детерминированные и не стохастические объекты, а системы на грани порядка и хаоса.Начало исследованиям данной темы положил американский биокибернетик Стюарт Кауфман.

«Математические модели могут изменить представления биологов об истоках упорядоченности в эволюции.... Дарвину и в голову не могла прийти мысль о существовании самоорганизации - недавно открытого природного свойства, присущего некоторым сложным системам. [...] Хаос, как бы он ни был интересен, - это лишь часть поведения сложных систем. Существует также не поддающееся интуитивному осознанию явление, которое можно было бы назвать антихаосом. Оно выражается в том, что некоторые весьма беспорядочные системы спонтанно “кристаллизуются”, приобретая высокую степень

упорядоченности. Я полагаю, что антихаос играет важную роль в биологическом развитии и эволюции».

В предложенной им схеме эволюции очевиден (если использовать наши термины) номогенез: Кауфман показал, что число устойчивых вариантов развития больших систем весьма мало. Очевиден и жоффруизм - эволюция есть смена режимов онтогенеза. Если же в ходе “кристаллизации” возникнет нечто совсем новое, то налицо эмерджентность.

Основная идея Кауфмана состоит в том, что сложные системы можно поделить на два исходных класса - “твердые” и “газообразные”, т.е. на упорядоченные и хаотические, причем между классами возможны переходы (система может как обрести жесткую структуру, так и утратить ее); именно при таком переходе система и может совершить акт эволюции, т.е.

Добавлю: яркую аналогию дает также осаждение кристаллов льда из воздуха, образующее снежинки и морозные узоры на стекле, поражающие своим разнообразием. Особенно интересны морозные узоры, поскольку они рождают крупные картины, в которых не видно никакого хаоса, а видно общее для каждого рисунка правило. Видно и сходство с биологическими объектами, прежде всего с листьями:

“Один из рисунков квалифицированный ботаник принял за фотографию чертополоха, в других - очевидное сходство с... листьями пальмы, корневищами растения с отходящими от него листьями, подобием мхов” (Любищев А.А. Морозные узоры на стёклах // Знание - сила, 1973, № 7).

Любищев видел биологический смысл данных сходств в том, что узоры допускают только одну трактовку: их формируют «законы образования твердых тел из пара», а не приспособление к среде, не история и т.п.; это вело его к выводу, что и в образовании живых форм играют роль законы образования форм как таковых. В п. 6-7 мы увидим подтверждение этому.

К сожалению, ни Любищев, ни Кауфман не вспомнили в данной связи о морфогенетическом поле. А ведь связь напрашивается: хотя закон образования кристаллов льда един, каждый рисунок характерен своей индивидуальностью. Чем она задаётся? Удобно сказать: своим полем, конкретный вид которого задан в зародыше рисунка, причем в качестве зародыша выступает центр кристаллизации. Можно сказать, что тип данного центра случаен. Наоборот, рост (онтогенез) узора задан.Переход от одного типа рисунка к другому (он случаен) напоминает эволюцию.

Конкретный биологический пример перехода от одного устойчивого состояния к другому Кауфман видит в феномене клеточной дифференцировки. Малое число устойчивых состояний, упомянутое выше, он трактует как малое число различных типов клеток организма.

Огромный класс явлений “на грани порядка и хаоса” представляют также фракталы, о которых пойдет речь в п. 6-7 и которые вновь заставят нас

обратиться к теме «С Платоном или без?», затронутой в п. 5-15*. Пока же позволю себе обратить внимание читателя на то, что многие виды роста - например, морозного узора на стекле, клона клеток многоклеточного зародыша - можно описать как фрактальный рост.