Хамса. Пятерица
Шрифт:
При исследовании устойчивости по Ляпунову, например, только в механике развились такие ёмкие самостоятельные направления, как теории: a) устойчивость фигур равновесия вращающейся жидкости; b) других гравитирующих систем; c) устойчивость движения жидкости (гидродинамическая устойчивость); d) устойчивость движения деформируемого тела; e) устойчивость в системах автоматического регулирования; f) устойчивость решений уравнений с запаздыванием и т. д.
Описав все вышеуказанные свойства, характеризующие различные проявления устойчивости движения [1] различных объектов, более подробно и чётко (например, с выделением вопросов равномерной устойчивости, опираясь на понятие фазового пространства и т. д.) в энциклопедии, автор статьи отмечает,
1
Движение принимается в самом общем виде.
Понятие гомеостазиса
Гомеостазис – так учёные называют стремление к равновесию, то есть к существованию вопреки изменениям.
При выкристаллизации общего понятия устойчивости большую роль играет понятие «гомеостазиса», введённое в 1929 году американским физиологом У. Кенноном. Ввиду того, что это понятие тесно связано с понятием устойчивого существования, есть смысл проследить становление и эволюцию этого понятия.
У. Кеннон опирался на опытную физиологию, основанную в середине XIX века Клодом Бернаром. Сам Бернар на основании анализа своих передовых в то время опытов показал, что в здоровом организме должны находиться на постоянном уровне температура, концентрация воды и кислорода, уровень обменных веществ и резервов плазмы крови. Обобщив свои конкретные результаты, он пришёл к выводу, что «Постоянство, или стойкость внутренней среды, есть условие свободной жизни».
Под «свободной жизнью» он подразумевал независимость от изменений внешней среды, а под «внутренней средой» – кровяную плазму, в которой, по его мнению, «нужно искать условия существования».
Конечно, задолго до XIX века люди знали и в меру возможностей использовали некоторые «гомеостазисные» явления. Колдуны, шаманы и знахари при случае умело сбивали жар и спасали больных. Заслуга Клода Бернара в том, что он поставил исследования на научную основу с применением специальных опытов и указал на ряд «гомеостатических» параметров, кроме температуры плазмы крови.
Кеннон подошёл к этим вопросам при изучении взаимных связей процессов в организме с точки зрения психофизиологии.
Результаты его опытов и опытов других исследователей показали, что многие параметры организма колеблются. Постоянство при пристальном взгляде оказалось не совсем постоянным, но всё же сохраняющим основные черты. При любом изменении внешней и внутренней среды (изменение погоды, включение в интенсивную работу, приём пищи и т. д.) в организме происходят соответствующие процессы – реакции, которые «автоматически» приспосабливают организм к происходящим изменениям. Причём у всех здоровых людей одинакового возраста одинаково. Для примера приведём некоторые «гомеостабилизируемые» параметры после отдыха и после интенсивной работы (для взрослых людей среднего возраста). Обеспечение работоспособности мышц во многом зависит от кровоснабжения, от которого зависит обеспеченность кислородом и т. д. Такое обеспечение достигается за счёт нескольких факторов: во-первых, при работе резко увеличивается количество крови, вырабатываемое желудочком сердца за одну минуту (в покое 4,5–5 литров, при интенсивной работе доходит до 25–30 литров). Во-вторых, концентрация воды в крови путём потовыделения уменьшается, а вместо воды в крови повышается содержание эритроцитов – основных переносчиков кислорода. Содержание эритроцитов увеличивается не только за счёт сгущения крови, но и за счёт поступлений из кровяного депо, то есть печени, селезёнки и т. д. Обеспечение такого количества эритроцитов кислородом требует более интенсивного обмена в лёгких. Дыхание «самопроизвольно» учащается. Транспортировка более густой (вязкой) крови в больших количествах обеспечивается ещё и за счёт увеличения систолического (максимального) давления крови в артериях (в покое 110–125 мм рт. ст., при интенсивной работе достигает 180–200 мм
Здесь приведена только малая часть «гомеостабилизируемых» параметров, задействованных при включении в интенсивную работу. Очевидно, что не единым кислородом определяется работоспособность мышц. Все параметры при любом изменении внешних и/или внутренних условий «автоматически» настраиваются, приходят в сбалансированное состояние, а не только при физической работе. И повышение температуры, и приём пищи, и достаточно продолжительная голодовка, и брань прохожего, и понятый взгляд любимой собаки – любое достаточно существенное воздействие вызывает соответствующий отклик организма.
Если в организме значения указанных и других «гомеостабилизируемых» параметров отклоняются от определённых постоянных, то это говорит о нарушении каких-либо функций организма.
Сохранение гомеостаза – здоровье.
Отклонение от него – болезнь.
Чересчур большое отклонение – печальный факт.
Подвижность постоянства, отслеживающего различные изменения внешней и внутренней среды, привела У. Кеннона к таким формулировкам, как «гомеостазис – условие, которое может меняться, но всё же остаётся относительно постоянным». Многие физиологи отнеслись к такой формулировке (как малосодержательной и в самой себе имеющей существенную оговорку) с прохладцей. Но сущность была схвачена, и она должна была проявиться со временем.
Второе рождение понятия «гомеостазис» можно связать с выходом знаменитой книги Н. Винера «Кибернетика: или управление и связь в животном и машине». Эту книгу Винер посвятил ученику У. Кеннона – физиологу Артуро Розенблюту, с которым обсуждал многие свои идеи и проблемы.
В середине XX века уже многие физиологи в своём «утёнке», освещённом с кибернетической точки зрения, заметили черты лебедя. Словами С. Гурова: «Все исследованные к тому времени факты самоуправления в каждом живом блоке, от кости до головного мозга, уже не говорили – кричали, что гомеостазис, как условие, «подобное» условию «постоянства» основных параметров, является всеобщим условием существования живых систем». С этой точки зрения оказалось, что почти всю практическую медицину можно трактовать как попытку возвращения гомеостазы человеку, отклонившемуся от неё. Все витамины, лекарства, переливания и выпускание крови, вливание глюкозы солей калия и кальция, примочки и пиявки, банки и гормональные препараты и т. д. и т. п. применяются только для этого.
С 50–60-х годов начинается парадное шествие идей «гомеостазиса» по различным наукам. Кроме физиологии и кибернетики, они проникают в биологию и экологию, социологию и психологию, в генетику, молекулярную биологию и т. д. Уточняются и разрабатываются понятия «обратной связи», «уставки», «иерархии», «автораскачки», «самоорганизации» и различных механизмов «самоорганизации». По теории «самоорганизации» собираются международные конференции.
Если в энциклопедии 50-х годов гомеостазис определяется как «совокупность приспособительных реакций животного организма, направленных на устранение или максимальное ограничение действия факторов внешней и внутренней среды…», то в последней редакции этого понятия под «гомеостазисом» подразумевается тип динамического равновесия, характерный для любых достаточно сложных, самоорганизующихся систем.
Аналогичное – для начала 60-х годов достаточно смелое расширение сферы приложимости понятия гомеостазиса – было введено в «Сумме технологий» автором «Соляриса» и «Магелланового облака» Станиславом Лемом. В этой книге он расширил область приложения термина «гомеостазис» от мельчайшей живой клетки до сверхцивилизаций и от Уатта до искусственного интеллекта. Биологическая эволюция по Лему – частный случай эволюции гомеостазиса.
В предисловии к «Сумме…» Лем писал: «…Я не знаю, какие из моих догадок и предположений более правдоподобны. Среди них нет неуязвимых, и бег времени перечеркнёт многие из них. А может быть, и все…» Здесь явно не высказан наиболее вероятный вариант, заключающийся в том, что с бегом времени многие идеи, высказанные на основе существующего уровня знаний, в более или менее уточнённом виде могут сами давать ростки будущего развития. Поэтому, с точки зрения популяризации научных знаний, можно только пожалеть о малом тираже «Суммы технологий».