Наука и техника Наука и техника - Специфика биологических структур
  14.12.2018 г.  
Главная arrow Живое arrow Белковые структуры arrow Специфика биологических структур
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Специфика биологических структур
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
09.08.2010 г.
Специфика биологических структур
В. И. Кремянский
        
За последние годы при обсуждении самых актуальных проблем современной биологии, как и во всем естествознании, значительно усилился интерес к понятию структуры. Этот интерес объясняется некоторыми объективными причинами, коренящимися в особенностях современного этапа развития научных исследований.
Чтобы выяснить эти причины, надо прежде всего четко представить себе, в чем суть самого понятия структуры. Оно вошло в науку давно; естественно, его содержание и его значение изменялись, а кроме того, в каждой отрасли науки оно имеет свою специфику. Повсюду понятие структуры оказывается очень близким понятию организации. В одном отношении последнее несколько шире, чем первое: понятие структуры отображает во всех проявлениях организованности материи только наиболее устойчивое,  сохраняющееся,  инвариантное   (Н.  Ф.  Овчинников).
Понятие структуры той или иной системы охватывает не только ее строение, но и ее изменения, взаимодействия, все ее поведение и развитие в целом. Как уже отмечалось в литературе, структура есть относительная выделенность, дискретность частей (в отличие от «бесструктурных» образований) и фаз или стадий изменения и развития, а вместе с тем определенная упорядоченность, определенный строй всей совокупности отношений, связей и взаимодействий между этими частями, фазами или стадиями, объединяющимися в единое целое. Чем   выше уровень,  порядок организованности материальной  системы, тем яснее и многообразнее выражена ее структура. Это создает основу для повышения активности во всем ее поведении, так как возрастает ее негэнтропия и увеличивается количество информации, которая может быть эффективно использована для организованных воздействий на среду.
Понятие структуры тесно связано с несколькими другими важными понятиями. Так, наиболее устойчивое и существенное в общей упорядоченности внутренних отношений, связей и взаимодействий данной системы (а также в упорядоченности внешних ее отношений и взаимодействий - в той мере, в какой характер последних зависит от самой системы) выражается присущими ей законами; это - тоже, как говорят, «инварианты в преобразованиях». Следовательно, подчеркивая  эту сторону понятия структуры, мы можем сказать: структура может быть   отображена  совокупностью   законов, присущих данной системе и определяющих форму и поведение ее как целого. В принципе эти законы могут быть выражены математически; в таком смысле структура в принципе может быть «описана» группой уравнений того или иного типа, выражающих все существенное в строении и поведении данной системы, данного объекта. А законы (не порознь, а в своей совокупности), как известно, отображают не что иное, как сущность вещи.
Понятие структуры связано также с понятием информации. Как структура, так  и  информация выражают определенную упорядоченность и в этом смысле сходны. Но между ними есть важные различия. Главное из них состоит в том, что информация существует только в процессах передачи «сообщений», обычно в виде образа и (или) прообраза структуры, а последняя может существовать и без всякой передачи ее отображения или программы. Иными словами, структура - это как бы «информация в себе» или в потенциальном состоянии, «связанная»  или  «накопленная информация», тогда  как информация - это структура в процессах ее отображения или программирования (по отношению к приемнику) и передачи по каналам связи.
Таким образом, структура изучаемого объекта - это вообще главное из всего того, что надо знать о нем, выраженное в развернутой форме. Мы подчеркиваем это слово потому, что для познания структуры необходимо исследовать все значимые и вычлененные детали строения и функционирования, изменения и развития данного объекта.
Отсюда следует, что роль и значение понятия структуры в науке неминуемо должны возрастать по мере того, как углубляется познание природы изучаемых объектов. Это и наблюдается в биологии.
Отметим некоторые изменения характера биологических исследований. В современный период классические методы исследования - описательный и сравнительный или исторический - не перестали быть необходимыми. Но их относительное значение изменилось, потому что они во все большей мере дополняются и несколько оттесняются чрезвычайно быстрым и плодотворным развитием экспериментального метода в его взаимодействии с новыми методами физики, химии, математики и кибернетики.
Усиливаются контакты биологии с техникой. В последние полтора - два десятилетия познание жизненных процессов, протекающих в клетке, проникло на молекулярный и смежные уровни биологической организации. На этих уровнях открыт целый мир мельчайших биологических структур. Молекулы и атомы сами оказались гораздо более сложными динамичными системами, чем можно было даже предполагать в прошлом веке. С другой стороны, достигнуты не менее поразительные успехи в познании всей сложности клеточных и надклеточных механизмов общей регуляции жизненных процессов в организмах и в надорганизменных системах - популяциях, семейно-стадных группах, биоценозах и т. д. Со всем этим связано рождение целой плеяды новых наук «на стыке» биологии с другими отраслями естествознания и с математикой. При всех отмеченных изменениях биологических исследований на передний план неминуемо выдвигается именно структурно-системный подход. Это влечет за собою, в частности, возрастание значения аналогий, изоморфизмов пространственных структур и функций, а проблемы, рассматриваемые в аспекте субстрата, материалов, зависимости свойств организма как целого от свойств вещества, нередко (особенно «при функциональном» подходе) считают теперь второстепенными.
С этим нельзя согласиться. В действительности старая проблема отношения вещества (субстанции или субстрата) и структуры или структурно-функциональной организации отнюдь не утратила своего значения. Напротив, актуальность этой проблемы повышается, и она приобрела теперь новое содержание в связи с проблемами космической биологии и кибернетики.
Дело не только в том, что все вообще формы движения имеют своих материальных носителей, и не только в том, что само вещество, как оказалось, имеет более сложные структуры, так что роль понятия структуры возросла также в области изучения вещества. Еще важнее в данном аспекте тот факт, что в живых системах развиваются особенно тесные и многосторонние взаимосвязи «между уровнями», причем эти взаимосвязи проникают вплоть до единичных молекул и даже электронов («субмолекулярная» биология). Разумеется, это объясняется самим наличием высокой организации. К этому вопросу мы вернемся ниже, а пока отметим еще одну причину такого явления. Она состоит в том, что жизнь возникла в природе непосредственно на основе видоизменений определенных веществ (или, в более общем смысле, веществ определенных классов) в процессах самоорганизации этих веществ. Эта непосредственно-вещественная основа не исчезла и в дальнейшем, в ходе прогрессивного развития органической жизни. Наоборот, взаимосвязь между структурой целого и свойствами определенных веществ (или веществ определенных классов) стала, как увидим, еще более разносторонней и глубокой. Огромное значение этой взаимосвязи сейчас все яснее вырисовывается в молекулярной (и «субмолекулярной») биологии.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam