4. Кибернетический подход к живому

Кибернетика - наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах. Её основателем является американский математик Н. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу "Кибернетика, или управление их связь в животном и машине". Своё название новая наука получила от древнегреческого слова "кибернетес", что в переводе означает "управляющий", "рулевой", "кормчий". Основной интерес этой науки широкий класс как живых, так и неживых систем.

Со сложными системами управления человек имел дело задолго до кибернетики (управление людьми, машинами; наблюдал регуляционные процессы у живых организмов и т.д.). Но кибернетика выделила общие закономерности управления в различных процессах и системах, а не их специфику. В «докибернетический» период знания об управлении и организации носили «локальный» характер, т.е. в отдельных областях. Так, еще в 1843 г. польский мыслитель Б. Трентовский опубликовал малоизвестную в настоящее время книгу «Отношении философии к кибернетике как искусству управления народом». В своей книге «Опыт философских наук» в 1834 году известный физик Ампер дал классификацию наук, среди которых третьей по счету стоит кибернетика – наука о текущей политике и практическом управлении государством (обществом).

Эволюция представления об управлении происходила в форме накопления, суммирования отдельных данных. Кибернетика рассматривает проблемы управления на устойчивом фундаменте, вводя в науку новые теоретические «заделы», новый понятийный, категориальный аппарат. В общую кибернетику обычно включают теорию информации, теорию алгоритмов, теорию игр и теорию автоматов, техническую кибернетику.

Жизнь во всей ее полноте представляет собой совокупность биосистем различных уровней организации. Живой может быть названа динамическая система, которая активно воспринимает и преобразует молекулярную информацию с целью самосохранения.

Выделяют следующие уровни организации живой материи: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный.

По современным представлениям, жизнь представляет собой прежде всего кибернетическую систему. При этом выделяют несколько уровней управления живыми системами: субклеточный, клеточный, организменный и уровень оперативного и стратегического управления организмом.

Совокупность всех живых организмов Земли представляет собой биосферу. Учение о биосфере было разработано В.И. Вернадским. Он показал, что биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в ее пределах проявляется геологическая деятельность всех живых организмов. Специфическая черта биосферы как особой оболочки Земли - непрерывно происходящий в ней круговорот веществ, регулирующий деятельность живых организмов. Получая энергию извне - от Солнца, биосфера является открытой системой.

Согласно Вернадскому, живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой сложную систему преобразования энергии солнечных лучей в энергию геохимических процессов. Результатом деятельности живых организмов являются кислород в земной атмосфере, почва, образование осадочных горных пород - мела, известняка и т.д. Таким образом, живые организмы служат мощным геологическим фактором, преобразующим поверхность нашей планеты.

Общая характеристика нервной системы с точки зрения кибернетики заключается в следующем. Что живой организм – это уникальная кибернетическая машина, способная к самоуправлению. Эту функцию выполняет нервная система. Для самоуправления требуется 3 звена. 1 звено – поступление информации, которое происходит по определенному вводному каналу информации и совершается следующим образом. А). возникающее из источника информации сообщение поступает на приемный конец канала информации – рецептор. Рецептор – это кодирующее устройство, которое воспринимает сообщение и перерабатывает его в сигнал – афферентный сигнал, в результате чего внешнее раздражение превращается в нервный импульс. Б).Афферентный сигнал передается далее по каналу информации, каковым является афферентный нерв.

Имеются 3 вида каналов информации, 3 входа в них.

1. Внешние входы –через органы чувств (экстерорецепторы ). Внутренние входы – а) через органы растительной жизни (внутренности) – интерорецепторы. б) через органы животной жизни (само, собственно тело) – проприорецепторы.

2. 2 звено – переработка информации. Она совершается декодирующим устройством, которое составляют клеточные тела афферентных нейронов нервных узлов и нервные клетки серого вещества спинного мозга, коры и подкорки головного мозга, образующие нервную сеть серого вещества Ц.Н.С.

3. 3вено – управление. Оно достигается передачей эфферентных из серого вещества спинного и головного мозга на исполнительный орган и осуществляется эфферентным каналам, т.е. нервам с эффектором на конце.

Имеются 2 рода исполнительных органов.

1. Исполнительные органы животной жизни – поперечнополосатые, преимущественно скелетные.

2. Исполнительные органы растительной жизни – гладкие мышцы и железы.

Кроме этой кибернетической схемы, современная кибернетика установила общность принципа обратной связи для управления и координации процессов, совершающихся как в современных автоматах, так и в живых организмах. С этой точки зрения в нервной системе можно различать обратную связь рабочего органа с нервными центрами. Когда центры нервной системы посылают эфферентные импульсы в исполнительный орган, то в последнем возникает определенный рабочий эффект (движение, секреция). Этот эффект побуждает в исполнительном органе нервные (чувствительные) импульсы, которые по афферентным путям поступают обратно в спинной и головной мозг и сигнализируют о выполнении рабочим органом определенного действия в данный момент. При взятии рукой предмета глаза непрерывно измеряют расстояние между рукой и целью и свою информацию посылают в виде афферентных сигналов в мозг. В мозгу происходит замыкание на эфферентные нейроны, которые передают двигательные импульсы в мышцы руки, производящие необходимые для взятия ею предмета действия. Мышцы одновременно воздействуют на находящиеся в них рецепторы, беспрерывно посылающие мозгу чувствительные сигналы, информирующие о положении руки в каждый данный момент. Такая двусторонняя сигнализация по цепям рефлексов продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т.е. пока рука не возьмет предмет.

В свете данных кибернетики нервная система характеризуется как система информации и управления. Не мы слышим, а мы разрешаем себе слышать. Не нам говорят, а мы дозволяем себе услышать говоримое. В нашем усложнённо-простом мире важнее не то, что ты видишь, а как ты видишь (что думаешь об этом).

Ошибки в кибернетической системе организма человека неминуемо ведут к различным болезням. Именно кибернетическая система организма человека отвечает за сохранение его здоровья. Но эту систему нельзя рассматривать в отрыве от сознания человека (нервной системы). Реально сознание и организм человека неразрывны, и составляют на практике единое целое.

Таким образом, кибернетическую систему организма человека надо рассматривать как единую (целостную) систему сознание-организм.

Невероятно, но факт ... В человеческом организме можно найти различные физические фазы вещества. "Фазовый" портрет организма человека меняется в зависимости от различных факторов: он динамичен, как и сама жизнь. Напряжение в организме человека увеличивает твёрдую фазу, которая может препятствовать как динамике веществ, так и информационной динамике в организме.

Например, такое заболевание, как остеохондроз сильно нарушает работу кибернетической системы организма человека именно за счёт увеличения твёрдой фазы, и это заболевание нельзя лечить однобоко. Опять же, нужен системный, целостный подход.

Называя вещи разными именами, их суть не изменишь, меняется только форма. Если рассмотреть функциональную системную организацию человека, то наравне с анатомическими функциональными органами следует рассматривать и чисто информационный (виртуальный) функциональный орган - его устройство обработки информации (УОИ).

Такой вывод неизбежно следует из целостного, системного взгляда на человека. Вся деятельность (активность) человека доказывает, что УОИ у человека есть и он играет огромную роль. Ведь посмотрите, что человек вытворяет: и это благодаря своему УОИ.

Что касается человека, то целостное представление о нём должно опираться и происходить по двум параллельным каналам: каналу общего и каналу индивидуального. Организм человека - это сложная, открытая и динамическая (непрерывно изменяющаяся) система (а таких в реальном мире большинство), и поэтому, в таких системах "хозяин" может быть не виден без стереоскопического зрения (без зрения по двум каналам или "двумя глазами").

Это своего рода принцип дополнительности из квантовой физики. Оказывается квантовыми принципами можно с достаточно хорошим приближением моделировать различные процессы в "мире человека"

Выбирая абсолютную точку отсчёта для измерения параметров, мы всегда будем иметь относительные величины, и наоборот, выбирая относительную точку отсчёта для измерения, мы будем иметь абсолютные величины измеряемых параметров. (закон динамизма)

В медицине, в первую очередь, изучаются открытые, большие и сложные системы (организм человека) в целях сохранения здоровья (целостности, системы). Роль случайных факторов по отношению к системе организма в любом случае несёт то или иное нарушение (соответственно степени), а вот последствия могут быть двоякими: или болезнь, или иммунитет (простая модель).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бауэр Э.С. Теоретическая биология. Росток., 2002.

2. Блюменфельд Л. А. Информация, термодинамика и конструкция биологических систем //Соросовский образовательный журнал. – 1996. – Т. 7. – С. 88-92.

3. Вернадский В. И. Несколько слов о ноосфере // Успехи современной биологии, 1944. – Т. 18, №. 2. – С. 113-120.

4. Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. В 2 ч. Учебное пособие. М. Издательство МГУП, 2000.

5. Гэлстон А., Дэвис П., Сэттер Р. Жизнь зеленого растения. Пер.с англ. под ред. Н.П. Воскресенской. М.: Мир, 1983.

6. Доброборский Б. С. Термодинамика биологических систем // Под ред. проф. Е.С. Мандрыко. Учебное пособие. СПб., 2006.

7. Ерофеева Г.В. Курс концепции современного естествознания. Ч.1. Томск, 1999.

8. Кастлер Г. Возникновение биологической организации.— М.: Мир, 1967.

9. Кожан А. Б. Биологическая кибернетика. – М.: Высшая школа, 1977.

10. Кузнецов П. Г. К истории вопроса о применении термодинамики в биологии // К.С. Тринчера «Биология и информация».—М.: Наука, 1964.

11. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М., 1979.

12. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов, пер. с англ. М.: Мир, 1960.

13. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.: Наука, 1986.

14. Рубин А.Б. Термодинамика биологических процессов. М., 1984.

15. Тимирязев К. А. Космическая роль растения // Соч. М.: Сельхозгиз, 1937. – Т. 1. – С. 391-445.

16. Ферсман А. Е. Геохимия. Л.: Госхимтехниздать, Ленинградское отделение, 1937. – Т. 3.—С. 411—429.