Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

Особенно наглядно этот процесс опережения событий, как приспособительный процесс, был продемонстрирован в последние годы на примере куколок некоторых насекомых, которые по условиям развития вынуждены бывают зимовать на открытом воздухе (например, паразитическая оса Вагсоп). Этот факт вызывал немало удивления в среде ученых и долгое время оставался интригующей загадкой. Действительно, как может куколка осы, содержащая достаточное количество воды в своей протоплазме, устоять против зимних морозов? Настойчивые исследования, проведенные в этом направлении целым рядом ученых, привели к поразительным открытиям, которые полностью объяснили эту загадку. Оказалось, что уже первые осенние похолодания стимулируют в протоплазме клеток, составляющих тело куколки, особый процесс: быстрое образование глицерина. Таким образом, секрет был раскрыт, поскольку известно, что глицерин представляет собой вещество, значительно снижающее криоскопическую температуру клеточных масс.

Конкретный эксперимент показал, что уже ранней осенью (или при искусственном содержании куколок при температуре 5° ниже нуля) куколки приобретают способность благодаря накоплению глицерина перенести мороз в 40—70°. Стоит поместить куколок в нормальную температуру летнего дня и глицерин из протоплазмы клеток немедленно исчезает (через 3 дня). Особенно поразительно и демонстративно это появление и устранение глицерина у пенсильванских муравьев -древоточце в. С ними можно проделывать подобные опыты несколько раз. И каждый раз в зависимости от смены температур глицерин то появляется (до 100%), то пропадает.

Эта способность куколок в ответ на первые похолодания накапливать глицерин, который будет необходим еще только в декабре, является наглядным подтверждением опережающего отражения действительности, выработанного на протяжении миллионов лет.

Из дальнейшего изложения и особенно из разбора специфических механизмов мозга можно будет видеть, каковы механизмы реализации этого опережающего отражения действительности.

2. ПРОБЛЕМА “ВПИСАННОСТИ” ЖИВОГО В АБСОЛЮТНЫЕ ЗАКОНЫ НЕОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Перед биологами и физиологами возникает новая и интересная проблема, которую можно было бы охарактеризовать как проблему “вписанности” живого в фундаментальные законы неорганического мира. Можно выделить весьма большое количество процессов и явлений неорганического мира, к которым живые организмы приспособились в ходе эволюции по принципу volens nolens.

В самом деле, возьмем для примера силу тяжести. Она имела место задолго до появления жизни, а в масштабе целой Галактики и целой Вселенной, конечно, представляла собой изначальное свойство материи.

И действительно, наличие силы тяжести послужило причиной того, что у разнообразных животных были выработаны вынужденные приспособления самого удивительного характера. Так, например, у пресмыкающихся сила тяжести определяет своеобразный характер передвижения, у птиц — многообразные способы полета, а у рыб — развитие органов и систем регуляции, позволяющих им использовать “тяжесть” тела в соотношении удельного веса тела и воды и т.д.

Мы можем доподлинно сказать, что развитие всего живого, его самых существенных черт структурно-функциональной организации, развитие самых прочных межнейрональных связей определяются действием законов всемирного тяготения. По сути дела, начало этого процесса восходит к периоду зарождения жизни, или, точнее, к периоду формирования предбиологических систем.

Точно так же все детали организации разнообразнейших структур органов чувств точнейшим образом “пригнаны” к энергетическим свойствам внешнего мира. В более широком плане мы имеем подлинно активное отражение законов неорганического мира, с которыми встречались и всячески взаимодействовали все живые организмы нашей планеты. Мы можем сказать, что активное отражение изначальных свойств внешнего неорганического мира в основных структурных формах животных является абсолютным законом жизни.

На фоне этой фундаментальной закономерности движения материи пространство и время являлись особенно фундаментальными постоянными факторами, которые уже с момента зарождения жизни воздействовали на все живое. Живое неизбежно должно было “вписаться” во всеобщий закон, и только благодаря приспособлению к пространственно-временным взаимодействиям жизнь могла сохраниться на нашей планете. Постараемся представить себе, к каким фундаментальным приспособлениям животных повели пространственно-временные факторы.

3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ КОНТИНУУМ КАК ФАКТОР БИОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ

В основе нашей оценки приспособительной деятельности животных лежит необходимость признания искусственного выделения отдельных важных моментов в жизни этих животных. Так, например, говоря о действии стимула на организм, мы считаем это искусственное допущение основополагающим в понимании деятельности организма. Именно оно позволило сформулировать представление о дискретных актах животного и о дискретном действии внешних факторов на организм.