Иерархия.

Как уже говорилось выше, в процессе увеличения интенсивности потока энергии, появляется целый иерархический набор упорядоченных образований – УО. К появлению целой иерархической системы разных УО приводит также то, что для разных потоков энергии критические интенсивности, вызывающие появление УО, также будут разными. Поэтому и результирующая иерархия УО зависит не только от интенсивности потока энергии и/или вещества, но и от номенклатуры этих потоков.

Рассмотрим один из "средних" уровней иерархии. То есть такой, который имеет и «соседей сверху», и "соседей снизу". Для УО из этого уровня иерархии "вышележащие" УО будут влиять как низкочастотный шум. Наоборот, "нижележащие" УО будут оказывать влияние как "почти когерентное" (почти-упорядоченное) высокочастотное воздействие.

Идеология иерархической системы УО позволила развивать методы для количественного описания множества явлений, связанных с самоорганизацией (упорядочением) в природе. Например, имеются методы для обнаружения УО в атмосфере и океане [8], в социальных системах [7,9]. Описано изменение диссипативных свойств среды с фрактальной структурой [5,6,10], причем ряд предсказаний для увеличения диссипативных свойств среды количественно совпадает с данными экспериментов - см. [5]. Результаты численных экспериментов по фрактальному упорядочению описаны количественно [11]. Ряд эффектов, связанных с влиянием шума на технологические процессы описан также [12,13].

Активная и полупроницаемая мембрана.

Теперь можно перейти к обсуждению следующего этапа организации иерархических систем и дать такое описание для функционирования "живого" объекта, отражающее его существенные черты (это будет своего рода «функциональное определение живого»).

УО, как правило, распадаются достаточно быстро вследствие той причины, что они имеют размытую границу, состоящую из частиц той же самой среды. Рассмотрим случай, когда на фоне потока энергии, который состоит из многих видов как энергии, так и вещества, образуется некая иерархическая система. Пусть она будет отделена от остальной среды полупроницаемой и активной мембраной. Этим условием определяется то, что сама мембрана является структурой, содержащей УО. Причем эти УО могут перестраиваться. Поскольку каждая УО изменяет ("модулирует") проходящий сквозь нее поток энергии, то система "мембранных" УО может быть рассмотрена как фокусирующая система, которая придает попадающему на внутрь объекта потоку энергии новые свойства.

Опишем, как должен реагировать этот объект на изменение потока энергии и/или вещества. В этом случае внутри рассматриваемого объекта изменяется пространственное распределение потока энергии и его временные характеристики. Это приведет, в свою очередь, к структурной перестройке внутреннего иерархического строения такого объекта.

Теперь допустим наличие возможности перестраивать мембрану "изнутри", - то есть управлять мембранными УО при помощи изменения «внутренних» УО. Причем цель такого управления пусть формулируется так: в результате управления пусть "все вернется к прежнему состоянию". То есть – к некоему состоянию, которое характеризуется неким заданным образом. Для этого внутри мембраны должны функционировать некие определенные структурные образования из УО, которые и будут перестраивать мембрану.

Результирующие свойства такого объекта могут быть описаны в терминах, которыми характеризуются объекты живые. Другими словами, - мы получили "определение Жизни". То есть термин "Жизнь" мы выразили в терминах иерархической системы УО, обладающей специфическими свойствами.

Каждый живой организм ("живую" ИСС) можно рассматривать как единый объект, «живущий» на фоне специфических потоков энергии и вещества, в нем происходят одновременно два процесса: самоорганизации и распада. В рамках масштабно-инвариантного подхода интенсивности этих процессов могут быть выражены в степенной форме, - и мы получаем нелинейное уравнение типа Берталанфи [14]. Учет стохастического окружения приводит к нелинейному уравнению с шумовыми частями, - то есть к спектру размеров биологических организмов.

Эта идеология позволила развить новые методы для описания разных эффектов в биологических и экологических системах. В частности, имеется количественное описание экспериментальных данных по популяциям клеток [15], связи между массой живых организмов и продолжительностью их жизни [16], влиянию окружающей среды на популяцию живых организмов [17], критической интенсивности для влияния лазерного излучения и миллиметровых электромагнитных волн на живые организмы [18]. Эта идеология использовалась для построения новых устройств с новыми возможностями - см. [19].

Интересно, что имеется прямое экспериментальное подтверждение относительно влияния именно структуры шума на биологические объекты как со стороны более низких уровней иерархии [18], так и от более высоких уровней иерархии [20].

Обращаем внимание, что способность к размножению мы не включили в наше определение понятия "жизнь". Обычно в понятие «жизнь» в обязательном порядке включают способность живого к размножению – однако, как показывают последние научные результаты, каждый живой объект обязательно обменивается участками своего генома с другими живыми объектами (например, осуществляется такой перенос при помощи так называемых плазмид и вирусов). Таким образом, все живое живет как бы в едином «генетическом поле», а внешние условия как бы «выделяют» только некоторые характерные наборы генов, которые являются устойчивыми в данной среде, при данных потоках. Совершенно подобные и аналогичные явления имеют место и в социальной и экономической среде. Те или иные советы (например, в области менеджмента), которые сегодня звучат весьма актуально, мы находим уже в древней литературе (например, в китайской, у Конфуция или Сунь-Цзы – известно, какое влияние оказал этот древнекитайский мыслитель на Аллена Даллеса, особенно во время формирования им стратегии создаваемого тогда Центрального разведывательного управления США).

Подытожим: в рамках описанного выше можно дать такой ответ на вопрос "что есть жизнь?", - а, точнее: "какой объект мы можем называть живым?":

• Объект является живым, если он имеет иерархическое строение, а время его существования много больше времени, которое затрачивается на его самоорганизацию.

Применительно к живым организмам вообще такая точка зрения позволила впервые вывести связь между продолжительностью жизни живых организмов (принадлежащих к разным видам) и их массой, - см. [16].

Другими словами: живой объект должен иметь мембрану - четко выраженную границу, которая описывается своими специфическим характеристиками (обладает свойствами полупроницаемости и активности). Он должен также иметь внутреннюю структуру, которая образована из объектов - УО - более низкого уровня иерархии (и которые определенным образом имеют связь между собой). Собственно - это обобщенное описание живой клетки. Однако такое описание, сформулированное на функциональном уровне, уже пригодно для любых условий и для объектов любой природы. Сегодня вопрос об определении живого уже переходит в практическую плоскость, так как он дает нам общий алгоритм априорной классификации для впервые встречаемых Человечеством объектов: например, для проблемы освоения космоса и планет он является ключевым.