Содержание материала

Формы взаимодействия материи

Классификация этапов становления окружающего мира может проводиться по разным основаниям, например, по формам движения материи [5,22]. В целом выделялись следующие основные формы движения материи: физическая, химическая, биологическая и социальная. Полагалось, что каждая последующая форма движения материи возникает на базе предыдущей и включает ее в себя в преобразованном виде. Между ними существует единство и взаимное влияние, при этом высшие формы качественно отличны от низших и несводимы к ним. Слабым местом данной классификации является недостаточная степень детализации этапов развития окружающего мира. Неоднократные попытки исследователей, в том числе и автора [23], улучшить эту классификацию к успеху не привели.

Концепция глобального эволюционизма фактически взяла за основу указанные выше этапы (космогенез, геогенез, биогенез, антропосоциогенез), и поэтому продуктивная в целом идея рассматривать эволюцию мира как единый процесс, где «космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой» [13], не привела к тем практическим результатам, которые можно было использовать при постановке целей устойчивого развития.

Автором [24] сделана попытка выделения этапов развития окружающего мира не на основе понятия «движение» (явление), а на основе более глубинного, первичного процесса, обозначаемого понятием «взаимодействие» (сущность). Коротко охарактеризуем этапы развития по формам взаимодействия материи (ФВМ). Но предварительно приведем несколько ключевых определений:

взаимодействие – воздействие объектов друг на друга;

воздействие – одностороннее действие;

действие – процесс передачи активности по связям;

связь – одностороннее отношение зависимости, обусловленности между чем-либо (объектами);

взаимосвязь – отношение взаимной зависимости и обусловленности;

активность – часть энергии объекта, которая может быть направлена на изменение как своего состояния, так и состояния других объектов.

Обратим внимание на то, что в широком смысле под связью обычно понимают отношение зависимости, обусловленности, общности между чем-либо. Если первые две характеристики (зависимость и обусловленность) имеют прямое отношение к взаимодействию, то общность может не иметь к нему отношения (она имеет отношение к связи как способу познания).

Хотя термин «взаимодействие» предполагает наличие двухстороннего влияния (наличия активности у обеих участвующих сторон), часто оно возникает поэтапно. При взаимодействии передача энергии второй стороне может приводить к появлению у нее вторичной (наведенной) активности. Если сторона с наведенной активностью оказывает влияние на источник первичной активности, то можно говорить о взаимодействии, если не оказывает – о воздействии.

Взаимодействие, которое обычно носит кратковременный характер, может приводить к изменению старой взаимосвязи, ее разрыву или образованию новой. Сама по себе взаимосвязь после своего образования или изменения пассивна, в то время как взаимодействие всегда активно (связано с передачей той или иной энергии).

Кроме того, будем отличать типы взаимодействий: внутриобъектные взаимодействия частей объекта (каждый объект имеет сложную внутреннюю структуру), которые наряду со взаимосвязями формируют его свойства; межобъектные взаимодействия (между однопорядковыми объектами), ведущие к соединению, разъединению их частей и обмену ими; взаимодействия с окружающей средой. В тип взаимодействий с окружающей средой входят по сути два «подтипа» – взаимодействия с системами более высокого уровня организации (для локальной системы это фактор внешней среды, под который в основном приходится подстраиваться) и взаимодействия с другими факторами окружающей среды.

Каждая форма взаимодействия материи представляет собой определенную совокупность видов ее взаимодействия. С некоторой долей условности физическую форму будем считать базисной формой взаимодействия материи. Физическая ФВМ представляет собой совокупность различных его видов, в том числе четырех основных взаимодействий: гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого. Объектами физической формы взаимодействия являются поля и объекты микромира: атомы, ядра, элементарные частицы и т.д. Если взять в качестве примера такой объект, как атом, то внутриобъектными будут внутриатомные взаимодействия, межобъектными – взаимодействия между атомами, с окружающей средой – все другие атомные взаимодействия.

Химическая ФВМ возникает при взаимодействии двух и более атомов, в результате чего образуются молекулы, ионы, кристаллы, и представляет собой совокупность нескольких видов взаимодействия, которые передаются по соответствующим связям – ковалентным, ионным, металлическим, координационным, водородным, межатомным и межмолекулярным. Типы взаимодействия для химической формы могут быть внутриобъектными, межобъектными и с окружающей средой.

Следующим уровнем развития материи считается биологический, возникающий на базе химического. Однако только совокупность физических и химических взаимодействий образует материальные системы различного уровня иерархии (от галактик и их скоплений до космической пыли), обладающие специфическими взаимодействиями и собственной эволюцией. Эту форму взаимодействия будем называть вещественной. Основные виды взаимодействий вещественной формы – контактные механические взаимодействия, в результате которых кинетическая энергия объектов переходит в иные ее формы, меняя при этом взаимодействующие стороны. На каждом структурном уровне организации вещества имеются свои особенности взаимодействия соответствующих материальных систем (с учетом типов взаимодействий).

Биологическая ФВМ связана с возникновением жизни. На начальном ее этапе был только один биологический объект, который взаимодействовал с окружающей его средой, поскольку обмен веществ с ней является одним из атрибутов жизни. Но взаимодействие предполагает наличие активности хотя бы у одной из сторон. В данном случае в качестве источника первичной активности выступала окружающая среда. Скорее всего, это был уникальный локальный источник активности (типа «белого курильщика»), который также содержал и некоторые сложные органические вещества. Простейшие внутриобъектные биологические взаимодействия (на уровне первоклетки) отличались от предшествующих вещественных только сложностью и уровнем организации (в виде открытых неравновесных динамических самоподдерживающихся систем). Сначала возникли одновременно два вида протобиологических взаимодействий – обмен веществ и энергии с окружающей средой (включая воздействие первичного источника активности) и обмен внутри протобиологического объекта, и они дополнились взаимодействием с участием РНК (появилась способность репликации), которая на начальном этапе образования жизни выполняла роль ДНК [11]. Межобъектные биологические взаимодействия появились после завершения процесса репликации первоклетки. Локальный характер места образования первых организмов при относительной динамичности окружающей среды благоприятствовал хотя и случайному, но регулярному взаимодействию первых организмов как между собой, так и с органическими соединениями различной степени сложности, что способствовало увеличению разнообразия первых организмов.

Поскольку организмы взаимодействовали не только между собой, но и с окружающей средой, они изменяли эту среду, причем в более благоприятную для своего дальнейшего существования сторону. Возникла система взаимодействий, обладающих собственными закономерностями – от локальных экосистем до биосферы в целом. Поэтому данную систему взаимодействий можно выделить в отдельный эволюционный этап развития мира, начало которого хотя и совпадает по времени с этапом развития биологической эволюции, но обладает своими особенностями. Выделяются следующие объекты экосистемного взаимодействия: биогеоценоз, биогеоценотический комплекс, ландшафт, биом, биогеографическая подобласть, географическая область, экосистемы суши и океана, биосфера (экосфера). Данная система взаимодействий ранее выделялась автором как отдельная экосистемная ФВМ, что не совсем верно, о чем будет сказано ниже.

Учитывая несовершенство первичного генетического аппарата, каждое последующее поколение живых существ несколько отличалось от предшествующего, вследствие чего достаточно быстро возникло разнообразие первичных организмов в районе зарождения жизни. Ген, являясь базовой единицей наследственности, лежит в основе соответствующей ФВМ – генной, без которой эволюция биологического мира была бы невозможной. Соответственно, можно выделить внутриобъектные генные взаимодействия, межобъектные и с окружающей средой. К внутригенным взаимодействиям можно отнести и взаимодействия между аллелями одного и того же гена. Межобъектные взаимодействия заключаются как во взаимодействии генов в составе генома организма, так и взаимодействии, происходящем при осуществлении полового процесса. Кроме того, в межгенных взаимодействиях присутствует и такой процесс, как горизонтальный перенос генов, особенно в мире прокариот [12]. Взаимодействия гена с окружающей средой включают в себя как взаимодействие с организмом, частью которого он является, так и косвенное взаимодействие с окружающей организм внешней средой, что влияет на формирование его фенотипа.

Со временем генетическое разнообразие дифференцировалось, что привело к формированию видов организмов. Биологический вид представляет собой относительно обособленный вид взаимодействий, в том числе генетических (геномных), но на уровне организма, образуя следующую форму взаимодействия – видовую. Соответственно, выделяются типы видовых взаимодействий: внутривидовые, межвидовые и взаимодействия вида с окружающей средой. Под внутривидовыми взаимодействиями в основном понимаются взаимодействия между организмами одного вида. Однако в некоторых случаях можно говорить и о популяционном взаимодействии, которое также фактически является внутривидовым, но имеет свою специфику. Что касается межвидовых взаимодействий, то к ним относятся системные взаимодействия между организмами различных видов (которые следует отличать от межобъектных взаимодействий биологического уровня). К взаимодействиям с окружающей средой относятся также и биоценотические взаимодействия различного уровня.

На определенном этапе биологических воздействий у одноклеточных организмов возникла раздражимость в форме таксисов. Их появление способствовало неслучайному учащению контактов одноклеточных организмов и созданию первых биоценозов в виде бактериальных матов, а также появлению многоклеточных организмов. Только у многоклеточных организмов появляется возможность относительно произвольной реакции, обусловленной способностью отличать абиотические воздействия от биотических, которую называют чувствительностью. Такая реакция характеризует начальный этап формирования уже другой ФВМ, связанной с появлением особого вида клеток организма – нейронов. Эту форму взаимодействия материи назовем по ее основному носителю – нейронной. Как и все предшествующие формы, нейронная ФВМ подразделяется на внутриобъектный тип (взаимодействия внутри нейрона), межобъектный тип (взаимодействия между нейронами) и взаимодействия с окружающей средой. Внутриобъектные нейронные взаимодействия представляют собой два обмена веществ и энергии – внутренний (внутри нейрона) и внешний, в качестве которого выступает уже внутренняя среда организма. Хотя межобъектные нейронные взаимодействия являются лишь частью внешнего обмена веществ и энергии каждого нейрона, эта часть отвечает в основном за специфику данной формы взаимодействий (в определенной знаковой системе). Тип взаимодействия нейронов с окружающей средой имеет два контура, первый – взаимодействие с внутренней средой организма, второй – взаимодействие с внешней для организма средой. Одной из основных задач нервной системы является сопряжение внутреннего и внешнего обмена веществ и энергии, поэтому она имеет систему рецепторов, предназначенных для получения информации от внутренних органов и окружающей внешней среды.

Необходимо отметить, что на определенном этапе развития нервной системы нейроны стали «работать» группами, обладать групповыми связями и межгрупповыми взаимодействиями [21,14,15]. Каждая из групп участвует в выполнении определенных программ, которые могут задаваться другими, более крупными или имеющими больший интеграционный потенциал группами нейронов. По сути, объединения нейронов представляют собой определенную иерархию взаимоотношений различного уровня – от нескольких нейронов до нервной системы в целом. Коллективная деятельность групп нейронов привела к появлению таких новых явлений (психических), как ощущения и эмоции, а впоследствии и всей остальной сферы психических явлений, в основе которой лежит информационный (смысловой) обмен между различными группами нейронов.

Развитие нейросоциальных взаимодействий значительно усложнило межобъектные биологические взаимодействия, позволило этим объектам отличать «своих» от «чужих» и осуществлять по отношению к ним разное поведение (усложняются межвидовые и внутривидовые взаимодействия). На базе внутривидовых взаимодействий у групп животных с нервной системой и повышенной коммуникабельностью поведения возникла новая форма взаимодействий – биосоциальная. Можно заметить, что понятие «биосоциальность» достаточно часто используется в социобиологии и биополитике [16], однако, на наш взгляд, его трактовка излишне широка, поскольку охватывает и взаимодействия между организмами без нервной системы. С эволюционной точки зрения, биосоциальная форма взаимодействия является частным случаем внутривидовых взаимодействий. Она, в свою очередь, также подразделяется на внутриобъектную (взаимодействия внутри одной биосоциальной системы, группы), межобъектную (взаимодействия между разными биосоциальными системами, группами одного уровня иерархии) и с окружающей средой.

Специфика «человеческой» формы взаимодействия материи связана с появлением техники (инструментов, приспособлений, механизмов и устройств, не существующих в природе), когда предок человека с помощью одних орудий труда изготовил другие орудия труда. Появился новый объект взаимодействий – биосоциальный организм с техникой, или человек, что произошло порядка 2,5 миллиона лет назад, а по некоторым данным – еще раньше [10]. Соответственно, такую ФВМ назовем социотехнической. Внутриобъектные социотехнические взаимодействия достаточно сложны, поскольку их участниками выступают не один, а два, хотя и взаимосвязанных, но раздельных объекта – человек и техника. Поэтому внутриобъектные взаимодействия означают взаимодействия, с одной стороны, людей внутри определенных социальных групп, с другой – между человеком и техникой. Аналогично межобъектные социотехнические взаимодействия представляют собой как взаимодействия между разными обществами людей одного уровня, так и взаимодействия этих обществ с техническими системами. Под социотехническим взаимодействием с окружающей средой также понимается как взаимодействие с ней общества, так и его технических систем. Следует отметить, что в отличие от биосоциального взаимодействия у животных, где можно наблюдать не более двух уровней социальности («семейный» уровень и уровень стада), у людей выстраивается иерархия уровней взаимодействия – от семьи до сообществ на уровне государств, союза государств и человечества в целом.

Всего выделено девять форм взаимодействия материи: физическая, химическая, вещественная, биологическая, генная, видовая, нейронная, биосоциальная и социотехническая. В каждой из форм выделяется, как минимум, три типа взаимодействий: внутриобъектные, межобъектные и с окружающей средой. В формах взаимодействия, обладающих внутренней иерархией, при необходимости выделяются соответствующие организационные уровни. Безусловно, возникновение столь сложной иерархии невозможно на основе только случайных процессов, не является она и результатом целенаправленных действий.


 

Наверх