ДОКАПИЛЛЯРНОЕ РУСЛО СЕРДЦА, ПРИНЦИП ОПТИМАЛЬНОГО ВХОЖДЕНИЯ И ГАРМОНИЯ «ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЕЙ»

Интегратизм, системный подход и принцип

Оптимального вхождения

До последнего времени в естественных науках в качестве основного метода исследования доминирует редукционизм. Редукционизм предполагает необходимость разложения целого на составляющие его детали и механизмы. Углубляясь, разбивая сложное на простые составляющие (части) и исследуя их по отдельности, – таков путь редукционистского метода. Считается, что, сводя сложное к совокупности его частей, можно, изучив последние, получить сведения о свойствах исходного целого. Благодаря выдающимся успехам в исследовании вещественно-энергетических свойств природы, редукционистский подход прочно утвердился в психологии не только ученых, но и людей, далеких от науки. Анализируя сложившуюся обстановку в современной науке, лауреат Нобелевской премии И. Пригожин с сожаленьем отмечал: «…Цивилизация достигла необычайных высот в искусстве расчленения целого на части, а именно в разложении на мельчайшие компоненты. Мы изрядно преуспели в этом искусстве, преуспели настолько, что нередко забываем собрать разъятые части в единое целое (отмечено нами. В.Ц.), которое они некогда составляли» [124, с. 11]. В биологии метод редукции – расчленение целого (объекта) на все более мелкие части – получил широкое распространение. Однако на «редукционистском» пути возникли большие проблемы, поскольку сложившиеся стереотипы мышления не позволяют существенно сдвинуться в понимании так называемых «сложных систем», к числу которых относятся все живые системы. Как следствие редукционистского подхода к изучаемому объекту появляется феномен «исчезновения» свойств живого объекта. Например, специалист, изучив структуру и свойства ногтя мизинца, ничего не может сказать о свойствах и структуре ладони или, тем более, руки в целом. Отметим, организация взаимодействия всех подсистем организма, и не только организма, но и всей живой природы, в отличие от неживой, имеет в своей основе аспект «целесообразности». При следовании редукционистскому методу исследователь ничего не может сказать о природе «целесообразности» на более высоких уровнях, поскольку часть информации при дроблении неизбежно утрачивается. Академик В.П. Казначеев пишет по этому поводу: «Чем дальше вы расчленяете живые комплексы, тем дальше вы уходите от биологии и, в конце концов, вам остаются только …законы неживой природы» [75, с. 111]. Английский драматург Б. Шоу иронически отмечал: «Если в поисках истины исследователь будет все более дробить изучаемые объекты, то он рискует узнать все…ни о чем» [215, т. 6, с. 117]. Тем не менее, надежды многих ученых всего мира понять феномен жизни, исходя из принципов редукционизма, живы и по сей день. Однако, все более измельчая объект исследования, мы никогда не выйдем к знанию целого. Биологические науки испытывают острую потребность в «сборке» сложного из изученных частей.

Отметим, в противовес редукционистскому подходу еще в античные времена была сформулирована аксиома: целое больше суммы его частей. Сейчас она читается как аксиома эмерджентности (от английского слова emergence - возникновение, появление нового): несводимость свойств целого к сумме свойств его частей. Всякая живая система не является простой суммой своих составных частей, она всегда имеет особые свойства, отсутствующие у ее частей (подсистем). Кроме того, живая система не может не иметь своей внутренней структуры, своих законов взаимодействия частей, своей внутренней логики. Любое живое целое (система) создано Природой для выполнения определенной целесообразности (функции). Можно сказать, знание целого есть знание его цели и предназначения, знание же части живой системы есть знание того, как эта часть помогает целому в достижении ее цели. По мнению Ю. Г. Черепахина [205], должны существовать два неразрывных потока познания целого: 1) знание целого ведет нас к знанию части; 2) знание части углубляет нас в знании целого. Таким образом, основу такого подхода представляет последовательность: от целого – через части – к целому. Подход – через известные части – к целому – использован нами в этой главе (последовательная «сборка» сердечных объектов из ранее изученных частей). Можно сказать, что такой подход заложен в выдвинутом нами принципе оптимального вхождения «простых» систем в «сложные» [193].

Структурно все живые системы пришли к гармонии в результате длительной эволюции. Это положение никем не оспаривается. Однако и в наше время нет полного понимания того, согласно каким критериям в течение эволюции происходит самоорганизация - усложнение систем для достижения полной гармонии? Все согласны с тем, что «самоорганизация - процесс пространственно-временного упорядочения в открытой системе за счет согласованного взаимодействия множества элементов ее составляющих» [184]. Однако нет полного понимания механизмов самоорганизации. Проблемой самоорганизации, казалось бы, могла заняться физика, поскольку она является в настоящее время наиболее «продвинутой» из естественных наук. Однако «проблемы, возникающие при рассмотрении упорядоченности биологических структур, ее создания и эволюции, не лежат в области физики», поскольку «физика не претендует на объяснение природы..., (она) пытается объяснить лишь закономерности в поведении различных объектов» [16, с. 4]. Академик В.А. Энгельгардт [223, с. 220) писал, что «…физические законы помогают установить отдельные закономерности в биологических объектах и процессах, но они не могут объяснить причины именно такой организации живой системы, а не какой-либо другой». Очевидно, что невозможно свести функционирование окружающих нас живых систем только к взаимодействию атомов и элементарных частиц. Простейшая биологическая клетка, состоящая из известных атомов и молекул, подчиняющихся законам физики, тем не менее, для самой физики недоступна, по крайней мере, в том, что касается принципа ее жизнедеятельности. На сложность познания глубинных законов самоорганизации биосистем указывал В.А. Энгельгардт [223, с. 221): в биологии «…нам приходится оперировать главным образом сведениями феменологического характера. Более глубокие движущие силы, детализация механизмов их действия, каузальные и функциональные аспекты во многом еще остаются скрытыми». Мнение выдающегося биохимика по своей глубине не утратило своего значения и в наши дни. Естественно, нельзя познать законы и принципы организации «сложной» системы, не исследовав предварительно ее частей («простых» систем). В современной науке возникает течение, подразумевающее «сборку» объекта из ранее изученных частей. Это направление получило наименование «интегратизм». Интеграция (от лат. integratio – восстановление, восполнение) означает объединение, взаимопроникновение каких-либо (элементов) частей в целое. Как считал В.А. Энгельгардт [223, с. 207), основная сущность интегратизма состоит «в познании того, каким образом (отмечено нами. В.Ц.)происходит включение, интеграция элементов более примитивных в новые целостности, стоящие на более высокой ступени организационной иерархии, с иными степенями упорядоченности». В соответствии с принципом интегратизма исследователь должен идти в обратном редукционизму направлении. Этот метод предполагает последовательную сборку систем возрастающей сложности из ранее изученных элементов («простых» систем) по направлению от «простого» к «сложному». При этом последовательно восстанавливаются свойства целого, утраченные при «дроблении» объекта. Очевидно, что такой метод требует системного подхода к исследуемому объекту. В плане «сборки» наибольшее теоретическое и практическое значение для биологов представляет разработанный Ю.А. Урманцевым вариант общей теории систем [180, 181]. Урманцевым впервые, помимо универсальных понятий «объект» и «объект-система», введено понятие «закон композиции (организации)» объекта. «Объектом» по Ю.А. Урманцеву признается любой предмет мысли, т.е. предметы объективной и субъективной реальности, и не только вещи, но также качества, свойства, отношения, процессы и т.д. «Объект-система» – это единство, созданное определенного сорта «первичными» элементами + связывающими их в целое отношениями + ограничивающими эти отношения условиями (законом композиции). Для биолога выявление «закона композиции» равнозначно выявлению закона сопряжения частей «раздробленной» системы в единое целое. Урманцев не предлагает исследователю готового рецепта для «поиска» законов композиции (организации), это предстоит сделать самому исследователю. Однако введение Ю.А. Урманцевым аспекта композиции в определение системы имеет важнейшее значение, поскольку этому аспекту в биологических науках до сих пор не уделяется должного внимания. Организация живого объекта многими биологами все еще воспринимается как некая аксиоматическая данность Природы, которая не подлежит изучению. Однако невозможно говорить о гармонии объекта, не изучив предварительно организацию его частей на различных уровнях дробления!

При изучении всякой живой системы неизбежно возникает вопрос: «По какому критерию происходит слияние различных частей этого объекта в единое целое? Интегратизм (сборка), как мы уже отметили выше, идеологически связан с системным подходом, который приобретает в настоящее время все большее значение (особенно в биологии). Однако на этом пути возникают большие трудности. Для полноценной «сборки» живой системы необходимо иметь огромный объем экспериментальных данных, характеризующих различные стороны жизнедеятельности системы. Большинство известных биологических объектов по причине их исключительной сложности чаще всего изучены очень «мозаично». Вследствие этого нельзя выполнить достаточно полный и глубокий анализ подавляющего большинства живых систем. Сердце человека и млекопитающих в настоящее время является некоторым «исключением из правила». Оно в достаточной степени изучено и по «вертикали» (иерархия систем), и по «горизонтали» (множество параметров деятельности). Этот орган может быть не только подходящим объектом для «сборки», но также и «полем поиска» законов и критериев гармоничного включения «простых» систем в более сложные. На основе проведенного системного анализа большого объема экспериментальных данных нами впервые была установлена энергооптимальная основа сопряжения (гармонии) сердечных систем независимо от уровня их сложности [193, 194, 196]. Универсальность сопряжения «простых» систем в «сложной» представлена нами в «принципе оптимального вхождения»: « Каждая из «простых» сердечных систем, совместно образующих «сложную» сердечную систему, включена в последнюю оптимальным образом, вследствие чего сложная система исполняет свою функцию с минимальными затратами энергии и строительного материала». Этот принцип позволяет осуществить последовательную «сборку» (интеграцию) все более сложных систем. В соответствии с принципом оптимального вхождения оптимальность всякой «сложной» биосистемы (объект-системы) обусловлена оптимизацией включения в нее отдельных «простых» систем: конструктивных элементов, параметров, биологических процессов и т.д. Последовательная «сборка» все более сложных систем позволяет, в конечном счете, выявить законы гармонии сложного биообъекта в целом.

Согласно общей теории систем (ОТС) Урманцева любой параметр деятельности сердца можно представить в качестве объект-системы. Гармония в объект-системе (сердечном параметре) определяется как сопряжение представленных в ней элементов («противоположностей»). Отметим, «противоположности» имеют место в каждом сердечном параметре. Это обусловлено тем, что любой параметр имеет физиологический диапазон значений, в пределах которого нормальная деятельность сердца сохраняется. «Рабочая» величина параметра разделяет этот диапазон на два «противоположных» участка: участок больших и участок меньших возможных значений. По отношению к рабочей величине параметра первый из них можно обозначить как интервал «положительных» приращений, а второй как интервал «отрицательных». Граница между этими интервалами подвижна. Показано [183, с. 51], что живые организмы и их ведущие функциональные системы в процессе жизнедеятельности постоянно решают задачи поиска минимума затрат свободной энергии как при осуществлении своих специализированных функций, так и в процессе морфогенеза. Таким образом, осуществляется поиск точки оптимального разделения «противоположностей». Разделение физиологического диапазона для сердечных параметров всегда происходит оптимальным образом по отношению к внешнему «возмущению» [194]. Это означает, что внутри диапазона возможных при этом значений каждого параметра всегда «подбирается» такое соотношение «плюсовых» и «минусовых» участков, при котором обеспечивается наиболее экономная деятельность «сложной» сердечной системы.

Таким образом, принцип оптимального вхождения и гармония «противоположностей» «переплетены» в сердечных системах. Энергооптимальная гармония создается за счет поиска «противоположностей» в каждой из «простых» систем, образующих сложную систему. Этот «поиск» обусловлен критерием оптимального вхождения в сложную систему. Каждая «сложная» система, в свою очередь, является одной из «простых» в более сложной системе и т.д. При внешнем «возмущении» сопряженное изменение «простых» и «сложных» систем сердца происходит до тех пор, пока не будет достигнуто оптимальное «энергетическое» и вещественное совершенство всех так называемых «простых» и «сложных» систем.