Юрий Григорян - Эволюция человечества. Книга 2. Эволюционный путь человечества. Через войны и кризисы к интеграции

Казалось бы, пока мы имеем дело с внутренними флуктуациями в системе с конечным количеством элементов, то только наше незнание параметров состояния каждого из них не позволяет сделать вывод о результате скачка. Конечно, известная проблема взаимодействия трех и более частиц, ставит предел возможностям математического описания того, что произойдет. Но это проблема формализации. Если вообразить, что мы знаем все микросостояния, то можно быть уверенным, что феноменологическое описание справится с предсказанием состояния конечной системы. Конечно, такое можно предположить, если достаточно действие внутренних сил. Однако даже воображаемое всезнайство не поможет, если иметь в виду влияние внешнего мира с его бесконечно многообразным воздействием на любую естественную систему. «Флуктуации окружающей среды могут воздействовать на бифуркации и, что более важно, порождать новые неравновесные переходы, не предсказуемые феноменологическими законами эволюции» (там же). А в переходах первого рода именно такое воздействие надо учитывать.

Обратим внимание на то, что когда речь идет о переходе пар-жидкость, влияние центра нуклеации ограничивается его ролью в создании зародыша новой фазы. Неважно, будет ли инициирована первичная капля воды примесной частицей, или ионом, или элементарной частицей, как в камере Вильсона, эффект касается лишь возникновения зародыша достаточного размера. Теоретические рассуждения ведутся относительно поверхностного натяжения, поверхностной энергии и диффузии, а специфические свойства ядра не представляют какой-либо ценности. К тому же и после полного превращения пара в воду центр уже ничем себя не проявляет. Любая вода нами воспринимается как просто вода. Во всяком случае, о тонкостях возможного различия и зависимости от зародыша ничего определенного не известно.

Иначе обстоит дело с переходом жидкость-кристалл. На сей раз при оценке зародыша выделяют большее количество признаков, чем при конденсации пара. Учитывают определенную огранку, имея в виду различные поверхностные натяжения для каждой грани. В качестве признаков примеси (подложки), на которой образуется зародыш, отмечают такие факторы, как форму ее структуры, химическую природу поверхности подложки. Эти признаки определяют краевой угол между подложкой и твердой фазой зародыша, а тем и эффективность гетерогенного зарождения кристалла. По сравнению с переходом в жидкость формирование кристалла, как более сложной интеграции, требует более специфичных параметров внешнего влияния, способных разрешить метастабильное состояние системы. Надо полагать, для еще более высокого уровня интеграции, потребуется также более специфичные факторы внешнего воздействия.

Обратим теперь внимание на те изменения, которые задаются привнесенным веществом. Для теории фазового перехода ценность представляли лишь стадии единого процесса до и после превращения. Когда же концентрируются на том, что представляет собой твердое тело, то на первый план выходит описание формы его внутренней взаимосвязи. И тогда приходится иметь дело не только с общими термодинамическими параметрами, но с тем единичным элементом, который повлиял на возникшую структуру. Конфигурация кристаллической решетки в некоторой степени обязана той «затравке» в виде примеси или частички ранее образовавшегося кристалла, который не только снижает или снимает барьер зародышеобразования, но и способствует формированию кристалла. Влияние температурных градиентов, направленности и скорости изменения температуры и давления имеет немаловажное значение для образования той или иной модификации решетки. Этот фактор относим к состоянию системы в целом. Однако свой вклад в структуру вносит и тот случайный элемент, чаще всего примесь, под определенные признаки которой подстраивается зародыш, и далее весь кристалл. Что именно следует отнести к заслуге примесной частицы, а что к свойствам системы, трудно определить. Подбор определенных «примесей» для получения нужных свойств, легирование металла и полупроводниковых материалов специальными веществами – все это есть использование «чужих» элементов для формирования новых качеств.

О значимости внешнего воздействия говорит и тот факт, что кристалл в процессе роста повторяет своеобразие зародыша, а в случае с затравкой в виде частицы кристалла, повторяет форму решетки последнего. Например, при дендритном росте каждый дендрит растет из одного центра кристаллизации, отчего все его ветви имеют одинаковую ориентировку, а весь дендрит со своими ветвями представляет собой монокристалл. Также и при не дендритном росте образование ориентированных зародышей приводит к образованию ориентированных кристаллов.

ПРИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ ПЕРВОГО РОДА ПРОИСХОДИТ «ОТРАЖЕНИЕ» ВНЕШНЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Можно указать на аналогию между явлениями физического уровня и отражением живых существ, поскольку при формировании нового качества в них сказывается особое значение случайных для системы признаков внешнего объекта. Неравновесное метастабильное состояние системы соответствует напряженности, возникающей при «неразрешенной активности» в живой природе, когда прежние механизмы оказываются неспособны восполнить «недостаток» в данных условиях среды. Схожая напряженность и неспецифическая активация мозга возникает и при бесплодном решении задач.

Как уже было сказано, плодотворная интеграция не может состояться в системе абсолютно гомогенных элементов. Взаимодействие, необходимое для взаимосвязи, может осуществиться, если элементы находятся в противоположных состояниях, иначе говоря, в случае гетерогенности гомогенных элементов. Противоположение в такой системе возникнуть не может. Для этого потребуется случайное для системы воздействие внешнего объекта или даже прямое включение инородного тела в образуемый целостный объект. Такое намеренно делается при легировании для получения требуемых качеств металлов или полупроводников. При этом существенным вкладом является не сам внесенный субстрат, а некоторый его признак, обеспечивающий особенность состояния элементов для их взаимосвязи и тем самым определенное качество формирующейся интеграции. Возникшая структура уже без примесного тела может дуплицировать себя во всем объеме кристалла. Именно благотворный признак внешнего следует считать «отраженным» в новом качестве системы.

В истории развития живых организмов также включения требуемых элементов среды в новообразованные интеграции были вполне распространенным явлением. Органоиды формировались благодаря вовлечению не только клеточных элементов, но и свободных ионов и катионов находящихся в среде их существования. Более того, в последующем усложнении организмов присовокуплялась к клеткам и часть прежней среды с теми элементами, которые были нужны для постоянного воспроизведения деятельности клеток. Поэтому внеклеточная среда повторяет ионные параметры морской воды. «Интернализация» инородного вещества присуща многим морфологическим образованиям. При этом вещество вносит то самое «нечто», что формирует новую интеграцию. К тому же наличие внешнего субстрата или его какого-либо признака поддерживает при каждом распаде и восстановлении данной интеграции (клеточных элементов, клеток, органов) условия «отражения» прежнего воздействия. Но что именно, какие параметры воздействующего объекта, оказываются отраженными в интеграции, отметить не так-то просто.