Дрібні позитивні мутації природний відбір мімікрію. Пристосувальні особливості живих організмів

"…Найбільше плідний підхіддо трансдисциплінарної уніфікації наук може полягати у прийнятті еволюції як основне поняття.Єдина теорія описуватиме різні фази та грані еволюційного процесу інваріантними загальними законами. Ці закони дозволять дослідникам описувати поведінку та еволюцію квантів, атомів, молекул, клітин, організмів та систем організмів. несуперечливою єдиною схемою…".
Ервін Ласло. Підстави трансдисциплінарної
єдиної теорії.

На основі відомих у Теорії Рішення Винахідницьких Завдань (ТРИЗ) законів розвитку технічних систем і за допомогою аналізу еволюції систем різної природи така універсальна Схема еволюції створена.

I. Опис Універсальної Схеми Еволюції

1. Знижена життєздатність Системи

Виявлення проблеми, що загрожує виживанню системи. Вся історія природи, тваринного та рослинного світу, людської цивілізації, техніки та науки – це історія відмови (смерті, позбавлення тощо) від недосконалих організмів, звичаїв та устоїв, механізмів, ідей та теорій. Якщо звернутися до усної народної творчості, то одразу згадується: "Горе переможеним!", "Нехай невдаха плаче..." або щось подібне.

Блоку 1 відповідає формулювання адміністративного протиріччя щодо Альтшуллеру: "Треба щось робити!".

2. Знижена ідеальність Системи

Причина, що загрожує виживанню системи - низька ідеальність, що виражається в зниженій величині ставлення корисних функцій системи до функцій витратних, шкідливих. У житті така ситуація трапляється дуже часто. Ми постійно оцінюємо системи і робимо висновки: "Овчинка вичинки не стоїть", "Гра не стоїть свічок", "За морем теличка - полушка, та рубль перевезення", "Не в коня корм", "Не по Сеньці шапка ..." і т.д.

Після оцінки ідеальності системи є 2 шляхи:

3. Створення нової Системи (якщо Система з потрібної функції або не існує, або у існуючої Системи немає ресурсів)

Створення нової Системи, для якої виникла проблема виживання за виявленими факторами або зникає взагалі, або не має значення, або не така гостра.

Під час створення нової системи необхідно задовольнити вимоги Закону повноти частин ТЗ:забезпечити необхідний набір елементів Системи та зв'язків між ними, їхню мінімальну працездатність.

4. Поліпшення існуючої Системи (якщо Система має ресурси)

Така зміна існуючої системи, при якій виникла проблема виживання за виявленими факторами або зникає взагалі, або не має значення, або не така гостра.

5. Об'єднання існуючих систем

Як правило, ми використовуємо цей шлях, коли хоча б одна із систем не має ресурсів (можливостей) зміни. Об'єднуються (об'єднуються) системи можуть бути:

  • абсолютно однаковими;
  • з різницею у будь-якій характеристиці (наприклад, з різними принципами дії);
  • різнорідними;
  • із протилежними функціями.

    Кількість систем, що об'єднуються (об'єднуються): 2→бі-система; більше 2-х → полі-система.

    Після об'єднання цілком природно відбувається перехід від блоку 5 "Об'єднання МС" до блоку 3 "Створення нової МС". Адже отримано новасистема , з новим системнимякістю. Новасистема, задовольнивши Закону повноти частин, починає новий цикл розвитку як існуюча, що показано подальшим переходом від блоку 3 до блоку 4.

    Після аналізу системи на ступінь життєздатності, ідеальності та вибору подальшого шляху її розвитку починається конкретна робота щодо вдосконалення системи.

    6. Виявлення шкідливих факторів (небажаних ефектів – НЕ) взаємодії Системи з Надсистемою

    Пошук зовнішніх НЕ між компонентами (елементами та/зв'язками) системи та надсистеми.

    7. Виявлення шкідливих факторів (небажаних ефектів) взаємодії всередині самої Системи

    Пошук внутрішніх НЕ, тобто. неузгодженостей між елементами та/або зв'язками всередині системи.

    Після виявлення у системі за допомогою аналізу максимально можливого числа НЕ переходимо до такої зміни компонентів, при якому НЕ зникають взагалі, або не мають значення, або їхня дія не така гостра (шкідлива).

    8. Зміна компонентів (елементів та/або зв'язків) Системи

    Блоку 8 відповідає Закон підвищення динамічності ТЗ,який реалізується:

  • кількісними та/або якісними змінами елементів та/або зв'язків ТС - зниження (або збільшення) числа компонентів, перехід від жорстких елементів до елементів з шарнірами та еластичним, перехід з макро- на мікрорівень (використання все глибших властивостей матерії), витісненням людини з ТС
  • зміною будь-яких властивостей ТЗ - керованості, ремонтопридатності тощо.
  • зміною тимчасових процесів у ТС - перехід рівномірних у часі процесів до періодичних, імпульсних, резонансних і т.д.; перехід до характеристик та властивостей ТЗ (маса, щільність, температура, провідність, хімічні властивості тощо), що мають тимчасовий градієнт
  • просторовими змінами ТЗ - перехід від рівномірно розподілених у просторі характеристик та властивостей ТЗ до тих, що мають просторовий градієнт

    Зміна може бути реалізована без будь-яких перешкод (погіршень, проблем, нових НЕ) з боку системи або надсистеми. Але найчастіше потрібна зміна компонента (його покращення) призводить до появи нового НЕ. В цьому випадку необхідне вирішення протиріччя за допомогою інструментів ТРВЗ.

    Блоки 6 – 8 показують механізм удосконалення системи.

    9. Усунення шкідливих факторів (НЕ) взаємодії Системи з Надсистемою

    Встановлення факту, що зовнішні шкідливі фактори (НЕ) за рахунок зміни (динамізації) компонентів Системи або зникли, або втратили значення, або їхня дія стала не такою гострою.

    10. Усунення шкідливих факторів (НЕ) взаємодії всередині самої Системи

    Встановлення факту, що внутрішні шкідливі фактори (НЕ) за рахунок зміни (динамізації) компонентів Системи або зникли, або не мають значення, або їхня дія стала не такою гострою.

    Блоки 9 та 10 показують результат удосконалення системи. Блоки з 6 по 10 можна "заховати" блок 4.

    11. Поліпшена існуюча система

    Встановлення факту поліпшення всієї системи в цілому.

    12. Система з підвищеною ідеальністю

    Встановлення факту підвищення ідеальності системи (підвищення ставлення корисних функцій системи до витратних, шкідливих).

    13. Система із підвищеною життєздатністю

    Встановлення факту підвищення життєздатності Системи: система отримує переваги по відношенню до інших систем, що не змінилися (не змінені) на краще.

    Зрозуміло, що на схемі представлено одинцикл розвитку однієїсистеми на їїрівні ієрархії, по суті – ідеальний випадок розвитку. Насправді все набагато складніше - необхідно розглянути розвиток, принаймні, на 3-х "поверхах" ієрархії - розвиток самої системи, розвиток її підсистем та розвиток її надсистеми. Але це не зменшує значущості використання ідеального випадку - він як поняття "ідеальний газ" або "абсолютно чорне тіло" допомагає зробити правильний перший крок у розумінні еволюції.

    Зрозуміло, що система, пройшовши 1-й цикл підвищення здатності до виживання, відразу починає "вмирати" знову! Технічні системи, навіть ще не зійшовши з кульмана (тепер, монітора) конструктора, вже застаріли – з'явилися нові схемні рішення, нові матеріали, нові технології… Тому обов'язковий 2-й цикл підвищення здатності до виживання, …, N-й тощо. ., поки у суспільства є потреба в системі. А потім настає і реальна смерть – потреба в системі, точніше, у функції системи – зникла.

    А поки новий цикл, "... спокій системі тільки сниться...":

    Спочатку схема еволюції була запропонована для структурування виявлених у ТРВЗ законів розвитку технічних систем. Але схема виявилася інваріантною - подібні процеси йдуть у неживій та живій природі, у системах, наділених свідомістю, або без будь-яких його ознак.

    Нежива природа з її законами збереження є крайнім випадком еволюції, коли об'єкти, порушують закони, просто можуть виникнути. Об'єкти-порушники не можуть "почати жити та вижити" принципово.

    Наділення всіх систем без винятку здатністю еволюціонувати за запропонованою схемою призводить до прийняття універсальності принципу природного відбору з усіма його механізмами реалізації - мутації, рекомбінації, конкуренції і т.д. Результат відбору як підвищення стійкості, або, у застосуванні до живих систем - як виживання, неважливо - усвідомленого чи рівні інстинкту, теж носить універсальний характер.

    ІІ. Системи, розвиток яких можна уявити за допомогою Універсальної Схеми Еволюції

    Природа

    Сприйнявши ідеї Берталанфі (Bertalanffy) та попрацювавши з Іллею Пригожиним (Ilya Prigogene), піонер теорії хаосу Ервін Ласло розробив широкий погляд на еволюцію, узагальнивши його у книзі "Еволюція: велике об'єднання" (1987).

    Однією з найважливіших наук сьогодні є загальна теорія еволюції. Це еволюція ВСІХ речей - від матерії до життя суспільств, до космосу взагалі.Е.Ласло стверджує, що істинно стійке майбутнє потребує більшого, ніж передові технічні рішення. Нашій земній цивілізації для виживання потрібна зміна свідомості. Потрібний перехід від короткострокового, сконцентрованого на людині та спрямованого на управління мислення, до довгострокового, системного, еволюційного погляду, де люди лише частина цілого.

    Протягом усієї історії планети складність біосфери як системи безперервно зростала. Зауважимо, що не всі складові біосфери безперервно розвиваються, деякі екосистеми (біоценози) зупиняються у розвитку, та був деградують і гинуть, не витримавши конкуренції. Замість них розвиваються інші форми життя.

    Нещодавно опубліковані результати дослідження, що вперше пояснює походження та переважання в природі закону "розмір у ступені?". Дослідники Браун і Енквіст намагалися вирішити загадку - чому швидкість метаболізму рослин демонструє ту саму статечну залежність, яка спостерігається у тварин. Закон, відомий як закон Клейбера, був відомий десятиліття, але ніхто не міг зрозуміти його причину.

    Дослідники побудували модель, виходячи з припущень:

  • для доставки життєвоважливих рідин до всіх частин організму потрібна фракталоподібна розгалужена мережа
  • енергія, що використовується транспортування ресурсів через мережу, мінімізується.

    Для мінімізації енергії, яка потрібна для транспортування ресурсів через систему, мережа повинна мати фрактальну розгалужену структуру. Коли справа доходить до систем передачі енергії, система приймає деревоподібну структуру.

    Закон підвищення ідеальності у чистому вигляді: енергія для транспортування поживних речовин через мережу має бути мінімальною. І тоді тварини або рослини, у яких мінімальні витрати на доставку харчування до клітин організму, матимуть переваги, виживуть .

    Системи з фрактальною мережею передачі та розподілу енергії виживають з більшою ймовірністю, оскільки саме такі структури мінімізують кількість потрібної енергії на її транспортування.

    Підкреслимо важливий момент: еволюція – це відбір організмів із мінімальними витратами передачі та розподілу енергії (тобто більш ідеальних), що реалізується системами, які називаються фрактальними. Не фрактальність робить систему ідеальнішою, а розвиток системи у бік ідеальності змушує її ставати фрактальной.

    Так УСЕ дає пояснення причини (чому?) та механізму (як?) фрактальності природи: при конкуренції на всіх рівнях ієрархії Природи здійснюється відбір (тобто реалізується виживання) найбільш ефективних (тобто ідеальних) систем. Зовнішній прояв результатуеволюції систем, результату відбору в ході конкуренції та є фракталом.

    Всесвіт

    Лі Смолін, професор Центру гравітаційної фізики та геометрії (університет штату Пенсільванія), запропонував нову теорію Всесвіту, який є одночасно і витонченим, і вичерпним, і радикально відмінним від усіх, запропонованих раніше. Смолін розрубав "гордієв вузол" космології за допомогою простої, але сильної ідеї: "Основні структури нашого світу мають розглядатися через логіку еволюції".

    Спостережені законами природи можуть бути результатом процесу природного відборуНаш Всесвіт так ідеально підігнаний до життя, оскільки він розвинений таким шляхом. Це лише одна серед тисяч всесвітів, які залучені до космічної боротьби, в якій виживає найбільш пристосована. "Новий погляд на всесвіт - це промінь світла, у всіх сенсах, оскільки те, що Дарвін дав нам, і чого ми можемо прагнути при узагальненні космосу як цілого, то це спосіб мислення про світ...".

    Ідеї ​​Смоліна засновані на останніх досягненнях космології, квантової теорії, теорії відносності та теорії струн. І в той же час вони ще пропонують безпрецедентний погляд - як ці всі досягнення можуть бути об'єднані разом, щоб утворити нову космологічну теорію: еволюційну теорію структур галактик

    Життя Землі

    У процесі еволюції життя загальна маса живої матерії збільшується і стає складнішою у своїй організації. Складність організації біологічних форм досягається методом проб і помилок. Існуючі форми репродукуються у безліч копій, але не ідентичні вихідним формам. Навпаки, копії від них наявністю невеликих випадкових варіацій.

    Потім ці копії є матеріалом для природного відбору. Вони можуть діяти як окремі живі організми, і в цьому випадку відбір призводить до накопичення корисних змін, або як елементи складніших форм, - у цьому випадку відбір також спрямований на утворення нових форм (наприклад, утворення багатоклітинних організмів). В обох випадках відбір - це результат боротьби за існування, в якій життєздатніші форми пригнічують менш життєздатні. Цей механізм вдосконалення життя, відкритий Чарлз Дарвін, можна назвати основним законом еволюції.

    Весь процес розвитку всього живого можна уявити як процес функціонування якогось РИНКУ. Все живе безперервно винаходить нові форми організації, нові можливості об'єднання (кооперації чи кооперативної взаємодії), нові способи дії, створює та реалізує зворотні зв'язки, тобто. коригує правила своєї життєдіяльності у разі зміни зовнішніх умов. І такі ініціативи численні та різноманітні, а над усім цим різноманіттям панують механізми відбору.

    У процесі конкурентної взаємодії частина елементів системи неминуче гине. Вони замінюються новими, більш відповідними сучасним умовам. Таким чином, РИНОК виступає як ієрархічно організована система відбракування старих структур і заміщення їх новими структурами, що безперервно народжуються. Природа не винайшла жодного іншого механізму самоорганізації, крім цього механізму – РИНКУ.РИНОК є єдиним природним засобом зіставлення якості різних форм організації живої речовини та їх відбраковування. Він є основним чинником, визначальним розвиток як суспільства, а й усього живого світу.

    Універсальна Схема Еволюції відображає процеси цього узагальненого РИНКУ, показуючи напрямки змін кожноюсистеми на кожномурівні ієрархії, процеси відбору систем, тобто. їх виживання чи вмирання залежно від рівня ідеальності систем.

    Функціонування ендокринної системи організму людини

    Ендокринна система забезпечує постійний склад рідин, що омивають певні клітини тіла. Навіть невеликі зміни складу цих рідин та/або процесу їхньої циркуляції викликають відповідний відгук (негативний зворотний зв'язок) ендокринної системи, спрямований на відновлення нормальної концентрації/циркуляції.

    Весь організм чи конкретна підсистема еволюціонізує особливо помітно на хвилину небезпеки.Якщо рівень здатності організму до виживання знижується, наприклад, якщо визначено небезпечно низький рівень цукру в крові, то гіпофіз відразу виробляє сигнал на зміну (зниження) продуктивності роботи підшлункової залози, чим знижується виділення інсуліну. Таким чином, динамізацією системи - зниженням активності підшлункової залози та зниженням рівня інсуліну, концентрація цукру в крові стає нормальною. Це благополучне закінчення одного циклу управління - життєздатність організму повернулася вихідний рівень, тобто. підвищилася.

    Суспільство та організації

    У суспільствах із суворою ієрархією та жорсткими традиціями кодекс поведінки у принципі був завжди той самий. Треба бути чесним, хоробрим, вірним цьому слову, сильним, працьовитим. Культивувалася поведінка, яка дозволила вистояти та піднятися у боротьбі з природою та ворогами. Те, що сприяє виживання та процвітання суспільства, тобто. більшості людей, і є істинно, інакше все загинемо. Тут критерієм істини є практика, все з'ясовується і встановлюється через досвід поколінь.

    Еволюційна теорія організації

  • Сучасна біологічна еволюційна теорія може бути використана в організаційних дослідженнях на метатеоретичному рівні
  • Основні принципи еволюції - прагнення до збереження ідентичності та адаптація до зовнішнього середовища
  • Підприємство еволюціонує одночасно на кількох внутрішніх та зовнішніх рівнях

    Дослідники все частіше звертаються до еволюційного спрямування: прагнення плідно перенести аналогії зі сфери біологічної еволюційної теоріїв інші області, в даному випадку, у теорію організації.

    Популяційний підхід базується на динамічній стохастичній моделі, складовими частинами якої є три процеси - зміна, відбір та збереження корисних ознак.Об'єктом дослідження є Населення організацій.

    У тісній аналогії із створенням видів у біології розглядається виділення філій, що призводить до утворення організацій нового типу. Варіація нових організаційних типів є вихідним етапом процесу відбору у цій популяції. У цьому досліджується, наприклад, рівень смертності організаційних типів. Тут знову проявляється аналогія із біологічною концепцією теорії природного відбору.

    Еволюційна теорія проникає й інші науково-філософські дисципліни. Так, еволюційний напрямок проявляється в аналізі розвитку науки(Теорія зміни парадигм).

    Саме такому розгляду присвячена робота "Схема ЗРТС та розвиток системи знань - науки, теорії, парадигми". У травні 1999 р. у назві роботи термін «Універсальна Схема Еволюції» ще не використовувався.

    Якщо звернутися до концепцій сучасної соціобіології, то і в ній легко побачити домінування ідеї організмоподібності людського суспільства. У 30-ті роки. ХХ століття американський вчений У. Кеннон писав про схожість регуляції та контролю в організмі з будь-якими видами організацій, створюваних людьми (складних систем), у тому числі індустріальних, економічних та соціальних. У 50-х роках. ХХ століття М. Вінер почав розвивати кібернетику, спираючись на подібність управління та зв'язку у будь-яких організованих системах, машинах та живих організмах.

    Познайомившись із роботою англійського парламенту 1689 р., цар Петро зауважив: " Весело чути, коли піддані відкрито кажуть своєму государеві правду: ось чого треба вчитися в англійців " . Однак переносити подібне до російського грунту цар Петро не став. Порівняння історичного шляху розвитку Монархій двох країн показує, чому одна зуміла,хоч і не без зусиль, пристосуватися до змінюваних внутрішніх і зовнішніх умов, вижити і вписатися в структуру суспільства, яке зазнало великих змін, а інша впала через ігнорування реальної дійсності, сліпу прихильність до минулого.

    Здається, що виживання монархії у Великій Британії пояснюється і національними рисами англійського народу, його "вихованістю" у дусі компромісів, соціальної згоди, виробленої за останні три століття.

    Універсальна Схема Еволюції у всіх деталях - державній системі (тип держави значення не має) для виживання треба змінюватися, пристосовуватися до внутрішнім і зовнішнім умовам, що змінюються!

    Насущні проблеми світу- продовольство, енергія, контроль озброєнь, чисельність населення, бідність, природні ресурси, екологія, клімат, проблеми людей похилого віку, розпад міських спільнот, необхідність у творчій роботі, яка б приносила задоволення, - що неспроможні більше шукати своє рішення у межах індустріального суспільства.

    Індустріальне суспільство не має ресурсів розвитку, тому його виживання під питанням. Рішення щодо УСЕ - перехід до блоку 3 "Створення нової системи", - створення суспільства, побудованого на нових засадах, на використанні нових ресурсів.

    Бізнес

    На численних прикладах ми бачимо бізнес як живу систему. Маючи солідну підготовку з антропології та економіки, д-р У.Фредерік провів роки та роки, зводячи бізнес до основ, але не до людини, а взагалі до процесу життя. Все живе, як показав він у роботі 1995 р., прагне заощаджувати, отримати більше за меншу плату. "Цей процес економії - єдиний шлях до виживання, зростання, розвитку та процвітання".

    "Ринок - це не винахід капіталізму, як одного разу зауважив М.Горбачов. Це винахід цивілізації". Він міг би піти і далі у своєму визначенні: цивілізація – це винахід бізнесу, а бізнес – це винахід життя.

    Ілюстрацією того, що бізнес – це живий організм, став Інтернет. Біологам відоме експоненційне зростання - так ці криві описують біологічні системи. Це одна причина, через яку Мережева економіка часто більш точно описується у термінах біології.Зрозуміло, що Мережа сприймається як межа - адже вперше в історії ми є свідками біологічного зростання технічної системи.

    На початку ХХ століття в економічній та соціологічній літературі можна зустріти спроби розширити обсяг спочатку суто економічних понять "оптимуму" та "ефективності" і трактувати історію та соціальну діяльність людей,наприклад, на основі уявлень про екстремальність (тобто про максимум і мінімум).

    У 1922 р. німецький соціолог та економіст Ф. Оппенгеймер опублікував роботу "Система соціології", в якій сформулював по суті екстремальний соціологічний та економічний принцип - "принцип найменших коштів".Оппенгеймер вважав його найважливішим принципом соціології та основою раціональної людської діяльності. Він випливавіз ще більш загального - з відомого енергетичного принципу В. Оствальда: "Не марнувати енергію!"Завдяки принципу Оппенгеймера, ми можемо всю економічну діяльність математично дедукувати з людського "прагнення використання найменших коштів". У узагальненому сенсі це формулювання висловлює уявлення про оптимальне, критерієм якого є людська мета, прагнення економії та мінімізації засобів її досягнення.

    Найбільш ранніми роботами з філософії оптимальностіу США були методологічні дослідження Г. Саймона щодо оптимальної поведінки суб'єктів економічної діяльності на ринку.

    Коли підприємство стає самостійною компанією (фірмою), то на нього поширюються такі умови існування (тобто життя):"Прихильністькомпанії до традиційної стандартної продукції, до тих самих ринків і методів збуту неспроможна забезпечити їй тривалого комерційного успіху, котрий іноді є головною причиною її краху (Тобто невиживання).Фірма має бути в стан постійного пошукунових ринків, нових споживачів, нових видів продукції та нових областей застосування своєї традиційної продукції".

    Свідоцтва знову і знову: бізнес розвивається за законами живого, виживаєу буквальному значенні слова, прагнучи заощаджувати,отримати більше за меншу плату, демонструє експоненційне зростання.

    Технічні системи

    Технологічні прийоми, точніше, знання, як виробити товари чи послуги, певним чином аналогічні біологічним видам, і в них мають еволюційний характер. Винахід, поява нового технологічного прийому - це еквівалент появи нового виду.

  • З океану штучних об'єктів, створених людиною, відібрано лише деякі, які стали частиною матеріальної частиною життя суспільства. У природі це проявляється у вигляді здатності видів до виживання – організм, особливо вид, може процвітати та відтворюватись у своєму світі. Штучний об'єкт теж, можна сказати, виживає, і приходить до своєї форми через послідовність поколінь створюваних речей.
  • Дослідники захоплені ідеєю, що комп'ютерний чіп, подібно до біологічного об'єкта, можна змусити еволюціонізувати за допомогою природного відбору "по Дарвіну". Процес міг би "породити" конфігурацію логічних перемикачів, які виконують потрібну функцію, навіть якщо програміст майже взагалі нічого не знає як спочатку сконфігурувати схему.
  • "Терамак" - експериментальний потужний паралельний комп'ютер, збудований у лабораторії фірми Hewlett-Packard, для дослідження широких підходів до архітектури комп'ютерів. Ця машина, в елементах якої міститься близько 220 тисяч дефектів, працює в 100 разів швидше за високоякісну однопроцесорну робочу станцію приблизно тієї ж конфігурації.
  • Стійка до дефектів архітектура "Терамака" дозволяє з легкістю обходити дефекти,має велику привабливість для майбутніх комп'ютерних нанометрових парадигм. Є можливість хімічно синтезувати окремі електронні компоненти з виходом придатних менше 100%, збирати з них схему з помітною нестабільністю в з'єднаннях і створювати потужну і надійну комунікаційну схему.
  • Перший семінар НАСА та Міністерства оборони США з "Еволюціонуючий Хардвер"було проведено у лабораторії реактивного руху Технічного інституту (Пасадена, Каліфорнія). Ця галузь, що росте, має винятково велике значення. для систем, що використовуються в космосі та в оборонних областях, яким потрібно виживати і працювати в оптимальному режимі протягом тривалого терміну в невідомих, суворих та/або мінливих умовах.

    Простежимо вікову еволюцію техніки. Спочатку кожне нововведення зустрічає посилені перешкоди як у своїй непристосованості, так і в недовірі публіки; Проте реклама перебільшує його значення, пророкуючи йому життя, а старому смерть. Згодом практика відводить кожному своє місце. І ось чому у будь-який час ми бачимо масу конкуруючихміж собою технічні твори.

    Всі вищеописані явища так нав'язують аналогію між еволюцією технічного винаходу та еволюцією живого світу.Сучасна еволюційна теорія охоплює такі окремі положення:

    1. З органічних початків, що з'явилися самозародження, утворився послідовно весь сучасний живий світ.

    2. Кожен організм успадковує від предка деяку частину властивостей.

    3. Нові придбання або утримуються і передаються нащадкам, або ж зникають, дивлячись на їхню корисність, байдужість або шкоду для організму в його житті.

    4. Всі організми ведуть між собою боротьбу за існування (і чим вони спорідненіші, тим жорстокіша боротьба). Стримується лише те, що до цієї боротьби краще пристосовано.

    5. Як сільський господар вибирає для продовження породи те, що його цілям більш відповідає, а в цьому і полягає штучний підбір, також відбувається природний підбір у природі. Щойно помітні спочатку видозміни, ростуть і, підсумовуючи, виробляють різні види.

    6. Нові форми або залишаються стаціонарними, або змінюються далі, і ось чому еволюційні сходи зберігаються у будь-який час.

    Замінюючи скрізь слово "організм" словом "винахід", ми цю формулу Дарвіна цілком переносимо на еволюцію техніки, яку, з цього погляду, можна було б назвати "технічним дарвінізмом".

    Під час цивілізації Першої хвилі (аграрна цивілізація) канали зв'язку, а в 1628 р. в Європі поштова експрес-служба "Будинок Таксісу" налічувала 25 тис. чол., були призначені тільки для багатих та можновладців, звичайні люди до них не мали доступу .

    Друга хвиля (індустріальна цивілізація), залучаючи до своєї сфери країну за країною, повністю знищила цю комунікаційну монополію. Це сталося тому, що технологія та масове виробництвоДругий хвилі зажадали масового руху інформації,з яким просто не могли впоратися старі канали зв'язку.

    На Універсальній Схемі Еволюції перехід до блоку 3 " Створення нової системи " , тобто. у термінах ТРВЗ, перехід S1→S2 за неможливості розвитку засобів зв'язку на старих принципах, у старих рамках.

    Відомо, що для виконання конкретної функції, як правило, може бути запропонована велика кількість структур ТЗ, кожна з яких реалізовуватиме цю функцію. Але "ефективними та життєздатнимиє системи, структура яких максимально відповідає функціям, що реалізуються".

    Йдеться прямо про ідеальність (синонім для ефективності) і життєздатності, тобто. виживання!

    Нова техніка виникає на базі старої, тому треба вміти виявити, що вже відмирає, "віджило", що може розвинутися,які технічні рішення і чому перспективніші, і в яких умовах.

    Найважливішими вміннями інженера, які цінуються у світі найбільше, вважають конструювання та винахідництво.Це дві сторони єдиного процесу створення речей. Конструюваннянесе досвід, знання, фон попередньої техніки,спирається на встановлене в науці та практиці. Винахідництво - це вихід на новезабезпечення динаміки розвитку техніки.

    Повний збіг зі Схемою: блок 3 " Створення нової Системи " , тобто. винахідництво, вихід на нове,та блок 4 “Поліпшення існуючої Системи, тобто. конструювання, що використовує досвід, знання, попередньої техніки фону.

    Windows 2000. У новій операційній системі з'явилися персоніфіковані меню: інструменти, які ви використовуєте частіше, переміщаються вгору, а які давно не використовуються і зовсім зникають з виду.

    Аплет Add/Remove Software став набагато кращим. Він не лише надає алфавітний список встановлених програм, а й повідомляє інформацію як часто ви програму використовували і коли ви до неї зверталися востаннє,показує обсяг пам'яті, що звільниться після деінсталяції програми.

    Приклад до Схеми еволюції: у Windows 2000 іконки інструментів, що не використовуються, але займають пам'ять, "вмирають", зникаючи з екрану; а ще програма повідомляє про найкращих кандидатів " на вмирання " , тобто. на деінсталяцію програми.

    Еволюція комп'ютерної техніки, побудованої на кремнії

    Матеріал з огляду "Майбутнє комп'ютерів - що після кремнію?" Массачусетського технологічного інституту (MIT) розглянуто за 5-ма першими розділами (блоками) Універсальної Схеми Еволюції.

    1. Знижена життєздатність комп'ютерної техніки, побудованої на кремнії

    В останні чотири десятиліття комп'ютери були чудовою картиною. При різкому збільшенні їх швидкості та обчислювальної потужності так само різке падіння ціни. Експонентне зростання можливостей комп'ютерних технологій, яке передбачило Gordon Moore у 60-х роках, описує зліт Інтернету та економічний бум.

    Але спеціальний випуск "MIT: Огляд техніки" вже ставить питання: Що станеться після того, як сучасні комп'ютерні технології, побудовані на кремнії, почнуть досягати меж їх зростання швидкості? Сьогодні є багато причин задуматися, що "вечірка може закінчитися".

    Останнє означає виявлення проблеми зниження життєздатності комп'ютерної техніки, побудованої на кремнії. Цим виражається невпевненість у цьому, що ця комп'ютерна техніка виживе у майбутньому.

    2. Знижена ідеальність комп'ютерної техніки, побудованої на кремнії

    Paul A.Packan, видатний дослідник з компанії Intel, навів у Nature (вересень 1999 р.) докази, що закон Мура перебуває у серйозній небезпеці. Він виділив три основні проблеми:

  • Використання атомів домішок, які вводяться в кремній збільшення його здатності зберігати області електричного заряду. Вище певної межі домішкові атоми починають "злипатися", утворювати кластери, які електрично неактивні. Сьогоднішні мікрочіпи дуже близькі до цього максимуму.
  • "Ворота", які керують потоком електронів у мікрочіпі, стали такими маленькими, що піддаються впливу небажаного квантового ефекту. "Ворота" у чіпі сьогодні менше 2-х нанометрів, тобто. настільки малі, що дають електронам проходити (тунелювати) через них, навіть коли вони закриті. Так квантова механіка робить кремнієві пристрої, менші за деякий розмір, марними. "Це не звичайна виробнича складність - ми потрапляємо в глухий кут на більш фундаментальному рівні"
  • Коли компоненти мікрочіпа були більшими, флуктуація концентрації домішок, що вносяться, впливала мало. Але зараз транзистори такі малі, що можуть створюватися в домішно-багатих або домішково-бідних зонах, що впливає на їхню роботу. І тут інженери немає відомих рішень.

    Все це означає виявлення зниженої ідеальності комп'ютерної техніки, побудованої на кремнії - виявлення низького відношення корисних і шкідливих функцій системи. Шкідливі функції геть як ростуть!

    Після оцінки ідеальності комп'ютерної техніки, побудованої на кремнії, згідно зі Схемою є 2 шляхи подолання зазначених проблем: створити нову систему та/або удосконалити існуючу. Досліджуємо обидва.

    3. Створення нової комп'ютерної техніки

    Потрібно створити нову систему, якщо система з необхідними функціями зовсім немає, чи існуюча система, нашому разі, комп'ютерна техніка, побудованої на кремнії, немає ресурсів розвитку.

    Розміщення на чіпі все більшої кількості пристроїв означає створення дедалі більш дрібних елементів. Найостанніший чіп має ділянки травлення близько 180 нанометрів (нанометр - 10 -9 метра). Щоб відповідати закону Мура, ділянки травлення повинні зменшитися до 150 нм у 2001 році та до 100 нм у 2005 році.

    Багато фахівців з напівпровідників сумніваються в комерційно вигідних методах створення кремнієвих транзисторів з розмірами менше 100 нм. І навіть якщо виробники чіпів зможуть зробити їх, ультрамікронні кремнієві компоненти, найімовірніше, не працюватимуть. При розмірах транзистора близько 50 нм електрони починають підкорятися законам квантової механіки, мандруючи там, де їх зовсім не чекають.

    Існує кілька альтернативних шляхів створення нової системи:

    Головна перевага молекулярного комп'ютера – можливість розмістити на мікрочіпі значно більше контурів, ніж це можна зробити на кремнії, і зробити це набагато дешевше.

    Молекули мають розмір кількох нанометрів, що уможливлює створення чіпа з мільярдами, навіть трильйонами, елементів. Якби можна було з'єднати провідниками невелике число молекул, як з'єднують окремі електронні компоненти освіти контурів, такий результат повністю змінив би комп'ютерний дизайн. Молекулярна пам'ять могла б бути в мільйон разів щільніша, ніж сьогоднішня краща напівпровідникова, що дозволило б зберігати весь життєвий досвід у пристрої розміром із наручний годинник. Суперкомп'ютер міг бути досить маленьким і дешевим, щоб вбудуватися в одяг. Тривоги, що комп'ютерна технологія незабаром упреться у стіну, зникли б.

    Субатомний світ сповнений елементів, що мають 2 стани типу "так - ні", що дозволяє це легко використовувати. Більшість частинок - електрони, протони і навіть ефемерні фотони - мають обертальний рух, спин. Як тільки кодується інформація, субатомний світ пропонує велику кількість способів її обробки. Керуючи магнітними властивостями середовища навколо електронів, або пропускаючи фотони через поляризатори, дзеркала та призми, можна піддати квантові біти всім операціям, які необхідні для комп'ютерної обробки.

    3.3. Біологічний комп'ютер

    Вчені шукають способи створення клітин, які можуть обчислювати, наділені "розумними" генами, можуть складати числа, зберігати результат у якомусь вигляді, відміряти час, і, можливо, навіть виконувати прості програми.

    Біокомп'ютер:

  • Насамперед, виключно економічно ефективний. Як тільки вдасться запрограмувати одну клітину, їх можна буде вирощувати мільярдами за ціною простих поживних розчинів та часу лабораторного персоналу
  • Друге, він може бути значно надійнішим, ніж "дротяно-кремнієвий"; саме з цієї причини наш мозок виживає і функціонує при смерті мільйонів клітин, тоді як Пентіум виходить з ладу під час обриву одного провідника.

    Серед перспективних підходів - "розумна ДНК-мозаїка", винайдена Еріком Вінфрі (Eric Winfree). Це мікроскопічні будівельні блоки з ДНК, які можуть зберігати дані, а й побудовані, іншими словами, запрограмовані, виконання математичних операцій з допомогою їх поєднання спеціальним чином.

    4. Удосконалення існуючої системи

    Можна удосконалити існуючу систему - комп'ютерну техніку, побудовану на кремнії, - якщо вона має ресурси. Але, як зазначено, для подолання фундаментальних проблем, що виникають, "відомих рішень немає".

    5. Об'єднання систем

    Дослідники MIT давно цікавляться методами комп'ютерної обробки, у яких використовується багато мікрокомп'ютерів замість одного надшвидкого. Коли процесор не може бути зменшено, єдиний спосіб, як вважають дослідники, отримати швидкі обчислення, - це використовувати безліч комп'ютерів разом. Такий підхід може допомогти подолати бар'єр, який незабаром може "уткнутися" еволюція кремнієвих мікропроцесорів.

    Багато дослідників штучного інтелекту теж вважають, що єдино можливий спосіб створити по-справжньому машинний розум - використовувати мільйони з'єднаних разом мікропроцесорів, що найбільш точно моделюють сполуки нейронів у мозку людини.

    Зрозуміло, що це природний перехід від блоку 5 (об'єднання безлічі мікропроцесорів) до блоку 3 Схеми (створення нової мікропроцесорної системи) - при об'єднанні отримано нову системну якість, отримана нова мікропроцесорна система. Задовольнивши Закону повноти системи, ця нова мікропроцесорна система розпочинає новий цикл розвитку як існуюча. Це показано переходом від блоку 3 блоку 4.

    Отже, отримали 5 можливих напрямів розвитку – за кількістю типів комп'ютерів. Який із цих напрямків переможе, вирішуватиметься на рівнях ієрархії узагальненого Ринку. Відбір здійснюватиметься:

  • на рівні суто технічному - порівнянням технічнихпараметрів реалізації корисних та шкідливих функцій конструкцій, порівнянням технічних можливостей створення комп'ютерних надсистем (наприклад, мереж зв'язку)
  • лише на рівні комп'ютерної промисловості - порівнянням економічнихпоказників створення та використання комп'ютерних надсистем, порівнянням можливостей їх вбудовування в інші галузі (у виробництва різних галузей, військову техніку, транспорт, науку, освіту, охорону здоров'я, культуру, дозвілля та ін.)
  • на рівні суспільства – порівнянням соціально-кориснихпоказників варіантів "комп'ютерних індустрій" (порівнянням рівнів стійкості суспільства, що забезпечує кожна "комп'ютерна індустрія")

    Ще один приклад еволюції техніки – випуск набору компакт-дисків. The Beatles Anthology. Щоб зберегти автентичний "саунд 60-х" для першого подвійного CD із цієї серії, довелося відновити знамениту студію №2 на Еббі Роуд та придбати мікшерські пульти 30-річної давності.

    Техніка звукозапису розвивається дуже швидко, студія №2у первозданному вигляді та мікшерські пультисередини 60-х років "померли" природною смертю.І якби не виникла потреба відтворення звучання 60-х, то вони так і залишилися б тільки в пам'яті, на фотографіях, записах тих років…

    Теорія управління

    З наукової точки зору сучасна теорія управління має розглядатися як галузь теорії систем, пов'язана із зміною поведінки цієї складної системи під впливом зовнішніх впливів. Управління має розглядатися як наука перетворення... у фізичному, біологічному чи навіть соціальному значенні.

    Адаптивне управління - це здатність системи модифікувати свою поведінку задля досягнення кращих можливих результатів поведінки.Відповідно до загального визначення адаптивного управління, адаптивна система має бути здатна реалізовувати такі функції:

  • отримувати постійну інформацію про поточний стан системи або процес
  • порівнювати поточне функціонування системи з бажаним або оптимальним, та приймати рішення про зміну (функціонування) системи для досягнення заданого оптимального функціонування
  • ініціювати відповідну зміну, щоб привести керовану систему до оптимуму

    Ці три принципи - виявлення стану, прийняття рішення зміну і саме зміна - сутність будь-якої адаптивної системи. Згадаймо хоча б роботу ендокринної системи організму людини. І як можна бачити, ці три принципи – основні ідеї Універсальної Схеми Еволюції. Усі методи, які використовуються з метою підвищити функціональність ∑F ​​та/або знизити витрати ∑C, мають одну й ту саму структуру.

    Один із перших в історії техніки автоматичних регуляторів, у якому було повністю здійснено загальний принцип дії будь-якого автоматичного регулятора прямої дії- регулятор рівня води у казані (Ползунов, 1765 р.).

    Широко поширений автоматичний регулятор - відцентровий регулятор швидкості валу парової машини (Уатт, 1784). Цей регулятор має іншу конструкцію – відцентровий механізм, та іншу природу регульованої величини – кутова швидкість, але Той самий загальний принцип дії регулятора прямої дії.

    Єдність алгоритму регулювання: датчик спрацьовує, якщо параметр - кількість обертів вихідного валу парової машини, що вийшов за безпечні межі. При дуже велику неузгодженість видається сигнал на виправлення - йде сигнал на виконавчий механізм, який змінює (динамізує) систему так, що вона повертається в безпечний стан. Звідси Схема (алгоритм) автоматичного керування збігається з Універсальною схемою еволюції (УСЕ).Адже пристрої керування забезпечують життєздатністьсистеми.

    Виходить, що в особливо важливі моменти життя систем (у момент різкого наростання числа обертів валу), або в особливо важливих систем (паровий котел, літак) вдалося автоматизувати перехід з одного стану системи, небезпечного з якоїсь точки зору, в інший, безпечне. Тобто. вдалося автоматизувати еволюцію важливої ​​ТС у її важливий момент (період) життя.А в інші моменти (періоди) життя систему еволюціонізувати змушує інженер (винахідник).

    Але закони еволюції одні й самі, й у автоматичного регулятора, й у винахідника: знайди небезпечне життєздатності системи неузгодження, існуюче чи потенційно можливе, і зведи його до нуля (узгоджуй систему). Регулятор та винахідник діють по тому самому алгоритму!

    У самоорганізуєтьсясистему управління закладається лишетой чи інший певний критерій якості роботи системиабо комбінація критеріїв щодо різних зовнішніх умов роботи системи. Система самашляхом автоматичного пошуку із застосуванням обчислювальних чи логічних операцій обирає таку структуру(з можливих, наявних у її розпорядженні), за якої задовольняється заданий критерій якості роботи всієї системи.Це робиться шляхом підключення та відключення різних ланок у деякій логічній послідовності з фіксуванням (запам'ятовуванням) найбільш вдалих структур.

    Система управління сама шукає свою структуру, чим ще більше схожа на живу. А коли з'являється механізм успадкування корисних структур, і поготів...

    Чим далі розвивається автоматика в техніці та пізнання в біології, тим більше з'являється аналогій функціонування автоматичних систем та живих організмів,у тому числі системи вищої нервової діяльності та головного мозку людини.

    Ну, ось, прямі біологічні аналогії та паралелі з технікою у авторів з'явилися, що вельми закономірно. Адже закони еволюції єдині!

    Завдання автоматичного проектування САУ включають і визначення структурних чинниківДля цього будується процес пошуку оптимальної структури

    Якщо структура W проектованої системи може змінюватися так, що будуть дотримуватися обмеження S, що накладаються на структуру, синтез такої структури може бути реалізований так званим еволюційним способом.Процес еволюції структури W відбувається поетапно:

  • породжуються змінені структури(Випадкові варіації, тобто мутації!)
  • нові структури оцінюються за критерієм ефективності і далі відбувається відбір,у процесі якого відсіваються структури з більшим значенням мінімізованого функціоналу Q. Можна застосовувати алгоритм імовірнісного відбору,при якому структура, що має більше значення мінімізованого критерію, вибуває з більшою ймовірністю, ніж структура з меншим значенням критерію.

    Такого роду еволюція структурибуде прагнути відбирати структури з малим значенням критерію якості,серед яких і оптимальна структура. Випадковість варіацій W та відбір забезпечують цілеспрямованість процесу еволюціїдо оптимального рішення W оп. Напрям еволюційної оптимізаціїінтенсивно розвивається в даний час і отримало назву еволюційного моделювання.

    УСЕ "на повне зростання": застосування механізму природного відбору для керування структурною оптимізацією.

    Як показала кібернетика, для складних систем - чи то сама людина, підприємство чи економіка в цілому - управління за принципом саморегулівних і саморозвиваються механізмів - єдиний шанс вижити.

    Виживання – мета всього! І механізм той самий для будь-яких систем.

    Процес ухвалення рішення

    Тут представлено найповніший процес прийняття рішення.

    1. Формулювання проблеми

    2. Формулювання критеріїв (оцінки) рішення

    3. Визначення ваг критеріїв

    4. Розробка альтернатив

    5. Аналіз альтернатив

    6. Вибір альтернативи

    7. Використання альтернативи

    8. Оцінка ефективності рішення

    Особа, яка приймає рішення, серед кількох проблем вибирає ту, яку не можна не вирішувати,тобто. ту, що несе найбільшу небезпеку системі. Зрозуміло, що універсальний критерій оцінки рішення - максимум користі при мінімумі витрат - це ідеальність у ТРИЗівському розумінні. Хоча можуть бути й інші критерії, але всі вони в кінцевому рахунку можуть бути зведені до величини відношення "використання/витрати".

    Розробка альтернатив рішення – це ніщо інше, як створення нового рішення, удосконалення існуючого чи об'єднання рішень. А аналіз альтернатив передбачає їхню оцінку на ідеальність, і вибір найбільш ідеального. Найбільш ідеальне рішення "виживає" через впровадження, решта відсівається.

    Методи проектування

    Незважаючи на безліч назв та різне зовнішнє оформлення, неважко помітити той самий порядок у методах проектування.

    1. Виявлення проблеми. Виявлення реальної проблеми чи потреби у забезпеченні інформацією та формулюванні (проблеми) у основоположних термінах.

    2. Виявлення та опис суттєвих характеристик необхідної конструкції, а також бажаних властивостей та обмежень. (Прийняття) рішення про грошові витрати на основі (величини) цінності - фіксована ціна або найдешевше рішення, що реалізує основну потребу.

    3. Попередні ідеї. Розгальмовування пам'яті, збільшення кількості пошукових методик для максимізації числа можливих рішень.

    4. Раціоналізація. Короткий перелік низки можливих рішень. Розумно деталізовані інженерні ескізи та нотатки додаються до кожного рішення.

    5. Аналіз. Застосування законів науки визначення форми, розмірів та інших характеристик компонентів й у перевірки загальної обгрунтованості запропонованих рішень.

    6. Рішення. Відбір найкращих можливих рішень із альтернативних.

    У наведеному алгоритмі методів проектування неважко помітити всі послідовні кроки Універсальної Схеми Еволюції:

  • увагу до системи, відкласти вирішення проблеми якої не можна, та
  • "...опис суттєвих характеристик необхідної конструкції" в термінах найдешевшого рішення, що реалізує основну потребу - однозначна ідеальність "по-ТРИЗівськи", та
  • так добре знайомий заклик до "розгальмовування пам'яті" для збільшення кількості пошукових методик для максимізації числа можливих рішень.

    Цим і наголошується дійсна універсальністьзапропонованої Схеми Еволюції - до неї вкладаються і МПіО, і неалгоритмічні методи активізації пошуку рішень, та інструменти ТРВЗ. І це не дивно - Методи створення та перетворення систем необхідно повинні відповідати природній еволюції систем.І як це постійно наголошується, - будь-яких. Зрозуміло, як і порядок вивчення систем має збігатися зі своїми природною еволюцією. Тут саме час перейти до наукового методу (до процесу) та до науки (до системи).

    Науковий метод

    1. Виявлення проблеми у знанні.

    2. Точне формулювання чи переформулювання проблеми.

    3. Перевірка (всього) існуючого знання пошуком такого, що допоможе вирішити проблему.

    4. Вибір або винахід попередньої гіпотези, яка має обіцянку.

    5. Перевірка гіпотези на понятійному рівні.

    Виявлення проблеми у знанні - "дзвінок" про неблагополуччя знання, скажімо, теорії. Знайдеться в існуючому знанні факт, що допомагає вирішити проблему неблагополуччя без зміни теорії - чудово, теорія й надалі житиме. Знайдеться факт, але потрібно трохи перебудувати теорію з урахуванням цього факту, - що ж, і це підійде. Знову мешкає теорія.

    Але може статися, що таких фактів-помічників немає. Тоді на існуючій сукупності фактів (і з додаванням гіпотетичних, передбачуваних фактів) будується нова теорія, в якій виявленої проблеми немає. Нова теорія розпочала своє життя...

    Саме так увійшли в науковий ужиток геліоцентрична система Коперника, Періодичний закон Менделєєва, взагалі всі визнані науковою спільнотою знання. І саме такий алгоритм пропонується у вигляді Універсальної Схеми Еволюції.

    У центрі наукового методу – експеримент, тобто. випробування новоствореної для пояснення аномалії наукової моделі. Більшість часу результат експерименту перебуває у протиріччі з моделлю. Тому важливо зробити зворотний хід до теоретичної моделі, зробити один крок глибше, щоб поставити природі інші, найкращі питання.

    Наука

    Відкриття починається з виявлення аномалії,тобто. з розуміння того, що природа якимось чином порушила парадигму - навіяне очікування, яке керує нормальною наукою.

    Наукова революція відбувається тоді, коли одна парадигма замінює іншупісля періоду перевірки гіпотези. Процес аналогічний до природного відбору: одна теорія стає найбільш живучою серед реальних альтернатив у конкретній історичній ситуації.

    Результат ряду таких революційних відборів - чудово адаптований набір інструментів,який ми називаємо сучасним науковим знанням. І весь процесцілком, схоже, робить те, що за нашими уявленнями робить біологічна еволюція- без формулювання мети - постійно (народжує) наукову істину,адже на кожному етапі розвитку наукового знання (завжди) є найкращий екземпляр.

    Біологи, фізики, космологи та ін. звертаються прямо до моделей, принципів і законам оптимальності, взятим безпосередньо з теорій оптимального управління, біологіїта інших теорій та дисциплін, інтерпретуючи по-своєму відповідні величини. Адже важлива спільність, єдність законів складних динамічних систем!

    Виникла загальна синергетика – синтез ідей біології, соціології, нерівноважної термодинаміки, фізичної синергетики, загальної теорії систем, кібернетики, інформатики та інших дисциплін та теорій. Поки що рано говорити про появу єдиної теорії самоорганізації.Можна лише констатувати існування різних концепцій самоорганізації у різних дисциплінах та їх стиках.

    Чому б не припустити, що Універсальна Схема Еволюції може допомогти узагальнення знань та досвіду з таких численних галузей знання?

    Вища форма самоорганізації характерна для систем, що самопокращуються на основі інновацій та еволюціонують у часі. Її можна вважати оптимізацією якості адаптивності. Прогрес (і регрес) у суспільстві – різновид, спеціалізований вид адаптивної еволюції. Для інтелектуальних систем можна фіксувати змішаний тип самоорганізації. Загальний сенс,форма прояву та функціональне призначення такої самоорганізації - максимізація життєздатності даних систем при мінімізації енергії, засобів, часу дій тощо.

    Ну і чим це не виклад Закону підвищення життєздатності системи та не вказівка ​​на механізм його дії у вигляді вимоги мінімізації споживання ресурсів? Зрозуміло, ми знаємо більше, адже ТРВЗ вказує шлях підвищення життєздатності системи через підвищення величини ідеальності системи, чого можна досягти, не тільки зменшуючи знаменник (витратні та шкідливі функції).

    Культура, мистецтво

    Кожна культура мислиться Шпенглером на кшталт цілісного організму. абсолютно за аналогією з біологічним.Кожна культура проходить стадії - зародження (дитинства), становлення (юності), розквіту (зрілості), занепаду (старості), і, нарешті, абсолютно неминучої загибелі.

    Останню, передсмертну стадію кожної культури Шпенглер називає "цивілізацією". Симптоми цивілізації: панування та надлишок техніки, витіснення мистецтв ремеслами та інженерією, творчості - раціональним конструюванням,органічного - штучного, підпорядкування природи, урбанізму, війни. Чергування стадій розвитку, а значить, і кінцеве згасання, відбувається абсолютно з тією ж закономірністю, яка панує над усіма живими організмами, абсолютно об'єктивно та непідвладне людській природі, як і будь-які закони природи.

    Ну, що ще сказати на підтвердження об'єктивності законів еволюції для всієї ієрархії рівнів “Природа – Суспільство – Виробництво – Техніка”?

    Я відкрив для себе, що найважче – щоденна практика театру. Кілька разів на місяць я залишаюся з акторами і розбираю їхню роботу. Вистава може пройти сто – сто п'ятдесят разів, я все одно її розбираю. Тому що театр руйнується щомиті!І треба все збирати наново, робити зауваження, все записувати і не вмирати при цьому.

    Театр з погляду Універсальної Схеми Еволюції: театр вмирає щомиті! Тому щоб зберегтися, треба виявляти недоліки, і змінюватися, змінюватися, змінюватися.

    Звернемося знову до The Beatles Anthology.Це комплект із 3-х подвійних компакт-дисків, що містять раніше записи Бітлз, що не виходили офіційно, в т.ч. відкинуті дублі відомих пісень, чернові варіанти, начерки…

    Приклад до Схеми еволюції: відкинуті дублі, чернові варіанти та начерки - це "померлі" зразки творчості.Вони виявилися менш досконалими, менш ідеальними, з поетичної чи музичної точок зору, з погляду рівня звукозапису.

    Міфи, релігія

    Як зауважив антрополог Джозеф Кемпбелл, міф служить для пояснення зовнішнього світу, служить дороговказом дляіндивідуального розвитку, вказує напрямки суспільствуі надає адресність духовним запитам. У міфах комбінується те, що люди знають, і те, на що вони сподіваються і чого прагнуть, у свого роду дороговкази, якими люди керуються щоразу, коли їм у житті доводиться робити той чи інший вибір.

    Міф - один із способів створення впевненості, індивідуальної чи соціальної допомоги виживання.

    Але коли міф не дає, хай навіть своєрідного, пояснення оточуючого, перестає бути керівництвом і вказувати напрями, він стає марним і, можливо, навіть небезпечним. Міфи, стаючи марними або вводять в оману, відступали непомітно на задній план і зникали.У Центральній Америці нині можна зустріти десятки занедбаних храмів індіанців майя, в Перу - руїни тисяч монументів, зведених інками, в Уельсі зустрічаються піраміди, складені з каменів кельтами, в Кампучії - кхмерські статуї, в Іраку - шумерські зіккурати, голови. Все це - німі свідки міфів, що колись процвітали, які зникалиабо тому, що стали вводити людей в оману,або тому, що в їхньому середовищі з'явилися життєздатніші міфита культури.

    Система, стаючи марною або, тим більше, небезпечною - зникає! Це стосується будь-яких систем - технічних, виробничих, соціальних, природних. Міф як система ідей, хай і не дуже реальних, теж підкоряється невблаганним законам еволюції.

    Арнольд Тойнбі поставив розробку про множинність культурних світів та їх внутрішню структурну єдність на суворо наукову основу, доповнив уявлення про безперечну кризу "цивілізації західного християнства" думкою про те, що сумного кінця можна уникнути, наприклад, "єднанням у дусі" за допомогою долучення до екуменічної реліги .

    Навіть якщо це - ілюзія, вона, мабуть, належить до життєво необхідних. Для зростання та виживання людини ілюзії анітрохи не менш необхідні,чим ясне та нещадне бачення.

    Міф, як і точне знання, усуває якусь невизначеність у розумінні навколишнього світу. Не може людина, колектив чи суспільство загалом жити може невизначеності, недомовленості, тобто. міф допомагає не турбуватися, тим самим справді допомагає виживати!

    Дія міфів здатна бути як рятівним, так і руйнівним. Вони гуртують, дають сили вижити у випробуваннях, надію на досягнення цілей, виконання бажань. Міф – початковий досвід людини у світі. Мета міфу - "прибрати невизначеність,заткнути дірки у картині світобудови, пояснити- і, отже, приборкати - наші страхи, які розум приборкати не в змозі".

    Тобто. міф – інструмент виживання, стійкості, стабільності. Але всякий інструмент народжується, розвивається і колись вмирає.

    Формулюючи головний етичний принцип, необхідний для забезпечення майбутньості людини,релігії говорять майже дослівно одне й те саме. Ось як основні світові релігії формулюють головний етичний принцип:

    Буддизм: "Не завдай шкоди іншим, так само як ти не хочеш, щоби нашкодили тобі".

    Зороастризм: "Природа тільки тоді гарна, коли не робить іншому того, що не добре для неї".

    Індуїзм: "Суть усіх чеснот у тому, щоб поводитися з іншими так само, як ти хотів би, щоб поводилися з тобою".

    Юдаїзм: "Не роби ближньому своєму того, що погано для тебе. У цьому весь закон, решта всіх коментарів до нього".

    Конфуціанство: "Максимум доброти - це не робити іншим того, що не бажаєш собі".

    Християнство: "Вчиняйте з людиною так само, як ви хочете, щоб вона чинила з вами".

    Ми бачимо, що серцевина всіх світових релігій, саме релігій, а не культів і сект, одна й та сама. Це затвердження тих етичних принципів, які необхідні людині задля забезпечення її майбутнього.Решта - формування тих чи інших релігійних міфів, тієї чи іншої філософії: напластування історії, впливу цивілізацій, що прийшли ще з дорелігійних часів.

    Усе спрямовано підвищення стійкості суспільства, з його виживання.

    Падіння ролі (і престижу) релігії у житті майже всіх християнських народів стало майже аксіомою. Але спроба зрозуміти справжні причини цього явища, необхідність модернізації окремих доктрин, а найголовніше - характер діяльності, що відповідає потребам духовного світу сучасної людини, властива хіба що певним групам лідерів католицької церкви на чолі з самим Папою Іваном-Павлом II.

    Православна церква,на жаль, дуже догматична та архаїчна. Вона слабо відгукується зміну духовних потреб людейі з цієї причини відкриває простір для діяльності різних сект та особистостей, які прямо спекулюють на духовних запитах людей.

    Схема еволюції та релігія: низька динамічність доктрин → зростання неузгодженості з духовними потребами зниження ідеальності (зростання діяльності сект) → зниження життєздатності (падіння ролі релігії у житті людей).

    Творчі методи вирішення проблем

    Цікаво порівняти запропоновану УСЕ та рекомендації Г.Магерамова за загальними принципами побудови алгоритму творчого процесу. Адже УСЕ є найбільш загальним, універсальним підходом до перетворення систем.

    Невеликий єретичний відступ. З ухваленням УСЕ процес перетворення систем перестає бути творчим! Адже ми заздалегідь, нехай не в деталях, але знаємо, що чекає на систему, до якої ми звертаємося.

    Згідно з Г.Магерамовим, перший принцип створення алгоритму: збирання необхідного масиву інформації.Чим більший цей масив і чим різнохарактерніша інформація, що міститься в ньому, тим фундаментальнішими можуть бути дослідження і тим дієвішим буде отриманий алгоритм.

    Ну тут повне задоволення принципу. Схема еволюції зроблена на основі:

  • аналізу матеріалів з ТРВЗ-ЗРТС;
  • обробки інформаційного фонду, зібраного та організованого у вигляді картотеки, з науково-технічної, економічної, політичної, педагогічної, філософської та ін. тематики;
  • досвіду використання ТРВЗ-ЗРТС для вивчення та вдосконалення технічних та нетехнічних (організація виробництва, структури управління, педагогіка, захист інформації) систем.

    За другим і третім принципам Г.Магерамова: диференціація масиву інформації та визначення фактора особливості є цікава відмінність. Оскільки створювалася УніверсальнаСхема Еволюції, то зроблена "інтеграція" інформації,виявлено найбільш загальні риси розвитку, властиві всім без винятку системам. Тут не протиставлення двох підходів, які взаємодоповнення. Виходить робота з системного оператора:

  • Г.Магерамов йде у підсистему, розглядаючи конкретні шляхи та деталі перетворення систем;
  • О.Захаров йде у надсистему, розглядаючи найбільш загальні закони перетворення систем.

    За четвертим принципом: виявлення та формалізація структури творчого процесу- повний збіг. Універсальна Схема Еволюції має:

  • внутрішньою несуперечливістю - послідовність блоків утворює кілька контурів, складених із причинно-наслідкових ланцюжків
  • повнотою - набір блоків достатній для подання повного циклу вдосконалення систем
  • Універсальність - послідовність блоків відображає еволюцію будь-яких систем (об'єктів) Природи.

    П'ятий та шостий принципи: забезпечення інструментальною інформацією та наявність прикладів застосуваннятеж реалізовано. Дано докладний опис УСЕ (роз'яснення сенсу та наповнення етапів перетворення систем), а як приклади застосування УСЕ зроблено роботи:

    1. Універсальна Схема та еволюція систем рівнів "Природа - Суспільство - Виробництво - Техніка".

    2. Універсальна схема еволюції систем і неалгоритмічні методи активізації творчого мислення.

    3. Універсальна Схема еволюції систем та інструменти ТРВЗ:

  • Таблиця вибору прийомів вирішення технічних протиріч
  • Система стандартів на вирішення винахідницьких завдань
  • Алгоритм вирішення винахідницьких завдань
  • Ланцюжок протиріч АП→?→?→ТП→ФП

    4. Універсальна Схема Еволюції та розвиток системи знань – науки, теорії, парадигми.

    5. Універсальна Схема Еволюції та Закон підвищення провідності в ТЗ.

    6. Універсальна Схема Еволюції як інструмент удосконалення існуючих та створення нових інструментів ТРВЗ.

    Основні стадії творчого процесу вирішення проблем .

    1. Аналіз довкілля.Бути здатним розпізнати проблему та можливості життєво важливо для успіху. Розпізнання проблеми.

    2. Виявлення (ідентифікація) проблем.На виході цієї стадії – набір критеріїв рішення для оцінки різних варіантів. Прийняття припущень.

    3.Генерування альтернатив.Генерування альтернатив включає перерахування відомих варіантів (раціональний акт) та генерування додаткових варіантів (раціональний та інтуїтивний акти).

    4. Вибір альтернатив.Систематична оцінка альтернатив за раніше встановленими критеріями.

    5. Використання.Розрахунок деталей, прогноз та подолання перешкод.

    коментар до розділу "Методи проектування": зміст пунктів там і тут збігається практично дослівно. Тут і виявлення проблеми, і встановлення критеріїв прийнятності рішення, і генерування альтернативних рішень, і вибір альтернатив - найбільш відповідного рішення. І знову наголосимо - іншого і бути не може, це відображення універсальність еволюції систем!

    Майкл Левен, колишній президент мережі готелів Days Inn: "Творчість потрібна для виживання в сьогоднішньому оточенні. Нововведення - ось ключ до виживання."

  • Еволюція(від лат. еvolutio – «розгортання») – процес розвитку всіх живих організмів, який супроводжується генетичними змінами, адаптаціями, видозмінами та вимиранням окремих популяцій та видів, внаслідок чого відбувається зміни в екосистемахі біосферив цілому.

    Схема еволюції живих організмів Землі.

    На сьогоднішній день існує кілька основних теорій еволюції. Найпоширенішою є синтетична теорія еволюції(СТЕ) - це синтез теорії еволюції Дарвіната популяційної генетики. СТЕпояснює зв'язок між способом еволюції (генетичні мутації)і механізмом еволюції (природний відбір за Дарвіном).СТЕ визначає еволюцію, як процес, під час якого змінюється частота алелей генів у періоді часу, що значно перевищує тривалість життя одного представника популяції.

    Суть теорії еволюції Чарльза Дарвіна, який сформулював її у своїй роботі «Походження видів»(1859 р.), у тому, що головний «двигун» еволюції - це природний відбір, процес, що з трьох чинників:

    1) У популяціях народжується більше потомства, ніж може вижити, враховуючи умови середовища (кількість їжі, наявність живих істот, які харчуються цим видом тощо);

    2) Різні організми мають різні риси, які впливають на здатність вижити та продовжити рід;

    3) Вищезгадані риси передаються у спадок.

    Ці три фактори пояснюють появу внутрішньовидової конкуренції та виборчого вимирання (елмінації) тих особин, які найменш пристосовані до виживання. Отже, потомство залишають лише сильні, як і призводить до поступової еволюції всього живого.

    Природний відбір є єдиним фактором, що пояснює адаптацію всього живого, але він не є єдиною причиною еволюції. Іншими не менш важливими причинами є мутації, потік генів та генетичний дрейф.

    1. Вкажіть явище – приклад маскування.

      фарбування сонечок і колорадських жуків

      забарвлення плямистого оленя та тигра

      плями на крилах метеликів, схожі на очі хребетних тварин

      подібність забарвлення метелика пієриди з забарвленням неїстівного метелика геліконіди

    2. Пристосування, що сприяє перенесенню несприятливих абіотичних факторів природи, -

      видозміна листя у барбарису в колючки

      довгий корінь верблюжої колючки

      спів самців у птахів

      яскраве забарвлення оперення самців у фазанів, качок та курей

    3. Гомологічними органами у тварин є

      кінцівки таргана та жаби

      крила птиці та метелики

      лапи тигра та крота

      передні кінцівки крота та капустянки

    4. Перехідною формою між рептиліями та птахами були:

      археоптерикси

      гоацини

      іноземців

      птеродактелі

    5. Аналогічними органами рослин є:

      корінь та кореневище

      корінь та коренеплід

      лист і чашолист

      тичинки та маточка

    6. Встановлення перехідних форм між найдавнішими та сучасними групами організмів є... доказом еволюції.

      біогеографічним

      палеонтологічним

      порівняльно-анатомічним

      ембріологічним

    7. Філогенетична спорідненість організмів відносять до... доказів еволюції.

      ембріологічним

      порівняльно-анатомічним

      палеонтологічним

      молекулярним

    8. Подібність та відмінність фаун та флор різних континентів відносять до... доказів еволюції.

      ембріологічним

      порівняльно-анатомічним

      палеонтологічним

      біогеографічним

    9. Твердження, що «пристосованість організмів є проявом початкової доцільності, згідно з задумом Творця», належить

      К. Беру

      Ч. Дарвіну

      Ж.-Б. Ламарку

      К. Ліннею

    10. Пристосованість рослин до запилення вітром характеризується

      наявністю коротких тичинкових ниток

      наявністю сухого пилку

      наявністю яскравих, віночків квіток

      цвітінням у нічний час

    11. Прикладом пристосованості рослин до сезонних змін у природі є:

      видозміна листя у кактусів

      листопад

      наявність яскравого віночка та нектару

      утворення соковитих плодів

    12. У процесі еволюції у земноводних поміркованого клімату сформувалося пристосування до перенесення несприятливих умов довкілля - це

    1) анабіоз

      запасання корму

      зміна забарвлення

      міграції у теплі райони

    13. Прикладом мімікрії служить

      подібність форми тіла акули та дельфіна

      забарвлення бджіл та джмелів

      подібність форми тіла та забарвлення мухи-журчалки та оси

      зелений колір гусениці капустяної білянки

    14. Нічні метелики збирають нектар зі світлих квіток, які добре помітні вночі, але часто летять на вогонь і гинуть. Це доказ... пристосувань.

      абсолютності

      неефективності

      відносності

      універсальності

      філогенетичні ряди

    16. Рудимент у людини є:

    1) апендикс

      густий волосяний покрив

      багатососковість

      хвіст

    17. Ароморфозом не є освіта

      двох кіл кровообігу у земноводних

      хребта у хордових

      трикамерного серця у земноводних

      хобота у слона

    18. Ідіоадаптацією є втрата

      коріння у повиліки

      листя у кактуса

      стебла та листя у раффлезії

      хророфілу у лихоманки

    19. Наявність різних типів світлових сигналів у різних видів світлячків - це приклад ізоляції.

      географічної

      Механічної

      екологічної
      4) етологічної

    20. Гібриди коня та осла (мул), ослиці та жеребця (лошок), білуги та стерляді (бестер) безплідні - це приклад... ізоляції.

      генетичної

      географічної

      механічною

      екологічної

    приклад

    Шлях еволюції

    1) ароморфоз

    Б) утворення у мавп чіпкого хвоста

    2) ідіоадаптація

    В) виникнення хорди

    3) дегенерація

    Г) виникнення хлорофілу

    Д) перетворення листя на колючки у кактуса

    Е) втрата листя, коріння у ряски

      Встановіть відповідність між критеріями виду та характеристиками трясогузки білої

    Критерій виду

    А) харчується комахами, хробаками

    1) морфологічний

    Б) крила гострі

    2) екологічний

    В) кермового пір'я 12

    Г) селиться зазвичай поблизу води

    Д) невеликий стрункий птах

    Е) хвіст довгий

      Встановіть послідовність виникнення перелічених груп тварин

      безчерепні

      риби

      плазуни

      птахи

      земноводні

      молюски

    1) В результаті дії природного відбору зберігаються особини з корисними для їхнього процвітання ознаками. 2) У видів, які живуть відкрито і можуть виявитися доступними для ворогів, розвивається маскування, що робить організми менш помітними на тлі навколишньої місцевості, наприклад, коник, тетерів, рябчик, біла куріпка та ін. 3) Гусениці деяких метеликів за формою тіла та забарвленням нагадують сучки - це приклад застережливого забарвлення. 4) Мімікрія - наслідування незахищених організмів одного виду більш захищеним іншого виду, наприклад, неотруйні змії та комахи наслідують отруйні. 5) Всі пристрої носять абсолютний характер і допомагають організму виживати в конкретних умовах.

    Качконіс - химерний водяний звір середнього розміру (до 65 см) з хвостом, як у бобра, і качиним дзьобом. Між пальцями лап перетинки, на задніх лапах «шпори» з отруйними залозами. Живиться качконіс дрібними водними тваринами переважно комахами. На крутих берегах австралійських рік він риє довгі, до 6 м, нори. Самка в цій норі будує гніздо, в яке відкладає 2-4 яйця у м'якій рогоподібній оболонці.

      Які основні ароморфози виникли у птахів у процесі еволюції? Відповідь поясніть.

    КОНТРОЛЬНА РОБОТА

    З біології на тему: «Механізми еволюції»

      варіант.

    Виберіть один варіант відповіді:

    1. Назвіть явище – приклад мімікрії.

      зелене забарвлення коника

      муха-журчалка за формою та забарвленням схожа на бджолу

      забарвлення спини звичайного хом'яка схоже на колір трави, що вигоріла.

      подібність очей головоногих молюсків та ссавців

    2. Що не є пристосуванням до умов довкілля?

      висока народжуваність

      висока смертність

      мімікрія

      застерігаюче забарвлення

    3. Орган, гомологічний куприку людини, -

      копито

      крило

      ласт

      хвіст

    4. Перехідною формою між земноводними та рептиліями були:

      динозаври

      звірозубі ящіри

      кістепері риби

      стегоцефали

    5. Аналогічними органами у тварин є кінцівки кроту та

    1) капустянки

    2) собаки

    3) качки

    4) ящірки

    6. Наявність у різних груп організмів гомологічних та аналогічних органів відносять до... доказів еволюції.

      ембріологічним

      порівняльно-анатомічним

      палеонтологічним

      молекулярним

    7. Наявність у різних груп організмів рудиментів та атавізмів відносять до... доказів еволюції.

      ембріологічним

      порівняльно-анатомічним

      палеонтологічним

      молекулярним

    8. Існування перехідних форм (наприклад, кістеперих риб, насіннєвих папоротей) відносять до... доказів еволюції.

      ембріологічним

      порівняльно-анатомічним

      палеонтологічним

      молекулярним

    9. Твердження, що організми мають вроджену здатність до мінливості під впливом зовнішнього середовища, належить

      К. Беру

      Ч. Дарвіну

      Ж.-Б. Ламарку

      К. Ліннею

    10. Прикладом пристосованості тварин до сезонних змін у природі є

      анабіоз земноводних

      рух зябрових кришок окуня

      нічна активність їжаків

    4) пошук вовками видобутку

    11. У подвійних риб сформувалося пристосування до

    1) захист від хижаків

      зміни довжини дня

      зміни температури зовнішнього середовища

      перенесення сезонної посухи

    12. Яке пристосування до екологічних умов сформувалося у водоплавних птахів у процесі еволюції?

      довга шия

      плавальна перетинка

      пір'яний покрив

      здатність літати

    13. До порівняльно-анатомічних доказів еволюції відносять

      гомологічні та аналогічні органи

      клітинна будова живих організмів

      подібність зародків хребетних тварин

      філогенетичні ряди

    14. Зелене забарвлення коника, гусениць метеликів - це приклад

      маскування

      мімікрії

      заступничого забарвлення

      застережливому забарвленні

    15. До палеонтологічних доказів еволюції відносять:

      гомологічні та аналогічні органи

      клітинна будова живих організмів

      подібність зародків хребетних тварин

      філогенетичні ряди

    16. Отруйні змії небезпечні для багатьох тварин, але їх поїдають мангусти та їжаки. Це доказ... пристосувань.

      абсолютності

      неефективності

      відносності

    4) універсальності

    17. Дегенерацією є втрата

      густого шерстного покриву у слона

      кінцівок у китів

      органів травлення у бичачого ціп'яка

      чотирьох пальців у коня

    18. Ароморфоз є освіта

      ластів

      хобота у слона

      хорди

      чіпкого хвоста у мавпи

    19 Ідіоадаптацією є

    1) виникнення статевого процесу

    2)виникнення хорди

    3) освіта хобота у слона

    4) збільшення маси головного мозку

    20. Просторова роз'єднаність фруктових мушок, що мешкають на Гавайських островах, це приклад… ізоляції

      етологічної

      географічної

      механічною

      екологічної

      Встановіть відповідність між шляхом та прикладами, які його ілюструють.

    приклад

    Шлях еволюції

    А) виникнення багатоклітинності

    1) ароморфоз

    Б) виникнення повзучого стебла

    2) ідіоадаптація

    В) втрата коріння, листя, хлорофілу у повиліки

    3) дегенерація

    Г) утворення ластів у тюленів

    Д) поява фотосинтезу

    Е) освіта хобота у слона

    Ж) утворення трикамерного серця

      Встановіть відповідність між критеріями виду та характеристиками африканського страуса

    Характеристика трясогузки білої

    Критерій виду

    А) звичайною їжею є рослини, але при нагоді він поїдає і дрібних тварин

    1) морфологічний

    Б) ноги потужні, двопалі; оперення пухке

    2) екологічний

    В) мешкає у відкритих саванах та напівпустелях

    Г) великий птах масою до 90 кг, зростом до 3-х метрів

    Д) дзьоб прямий плоский; очі великі з густими віями

    Е) може тривалий час обходитися без води, проте при нагоді охоче п'є і любить купатися

      Встановіть послідовність, що відображає еволюцію рослин

      багатоклітинні водорості

      одноклітинні водорості

      папоротьподібні

      псилофіти

      квіткові

      мохоподібні

    24. Знайдіть помилки у наведеному тексті. Вкажіть номери пропозицій, у яких вони зроблені, виправте їх.

    1) Птахи походять від давніх амфібій у мезозойській ері. 2) Викопною перехідною формою є стегоцефал, який був виявлений у вигляді викопних залишків. 3) Він мав крила, оперення, зрощені ключиці. 4) Появі птахів сприяли такі аллогенези: чотирикамерне серце, постійна температура тіла, диференціювання дихальних шляхів. 5) Знахідки копалин перехідних форм є палеонтологічними доказами еволюції органічного світу

    25. Які критерії виду описані у наведеному нижче тексті? Відповідь поясніть.

    Птах ківі населяє густі сирі ліси Нової Зеландії. З усіх безкільових птахів ківі найменша (висота 55 см, маса до 3,5 кг). Крила практично відсутні, їх залишки приховані у волосоподібному оперенні. Ноги короткі і широко розставлені, тому ківі пересувається як заводна іграшка. Дзьоб довгий, ніздрі зміщені до кінця. Харчуються ківі в основному земляними хробаками, знаходячи видобуток за допомогою нюху. Самка зазвичай відкладає одне величезне (до 500 г) яйце у ​​плоске гніздо. Насиджує яйце самець.

    26. Які основні ароморфози виникли у земноводних у процесі еволюції? Вкажіть щонайменше чотирьох ароморфозів.

    Виникнення адаптацій у результаті природного відбору

    Адаптаціями називаються властивості та ознаки організмів, які забезпечують пристосування до того середовища, в якому ці організми живуть. Адаптацією також називають процес виникнення пристроїв.Вище ми розглянули, як деякі адаптації виникають у результаті природного відбору. Популяції березової п'ядениці пристосувалися до зовнішніх умов, що змінилися, завдяки накопиченню мутацій темного забарвлення. У популяціях людини, які населяють малярійні райони, адаптація виникла завдяки поширенню мутації серповидно-клітинної анемії. І в тому, і в іншому випадку адаптація досягається за рахунок дії природного відбору.

    При цьому матеріалом для відбору є спадкова мінливість, накопичена в популяціях. Оскільки різні популяції відрізняються один від одного по набору накопичених мутацій, то до тих самих факторів зовнішнього середовища вони пристосовуються по-різному. Так, африканські популяції адаптувалися до життя в малярійних районах за рахунок накопичення мутацій серповидно-клітинної анемії. Hb S, а популяціях, що населяють південно-східну Азію стійкість до малярії сформувалася з урахуванням накопичення низки інших мутацій, які у гомозиготному стані також викликають хвороби крові, а гетерозиготном - забезпечують захист від малярії.

    Ці приклади ілюструють роль природного добору формування адаптацій. Потрібно, однак, ясно розуміти, що це окремі випадки щодо простих адаптацій, що виникають за рахунок селективного розмноження носіїв одиничних «корисних» мутацій. Малоймовірно, що більшість адаптацій виникли таким шляхом.

    Заступне, застерігаюче і наслідувальне забарвлення.Розглянемо, наприклад, такі широко поширені адаптації, як заступницьке, застерігаюче і наслідувальне забарвлення (мімікрія).
    Заступне забарвленнядозволяє тваринам стає непомітними, зливаючись із субстратом. Одні комахи напрочуд подібні до листя дерев, на яких вони мешкають, інші нагадують засохлі гілочки або шипи на стовбурах дерев. Ці морфологічні адаптації доповнюються поведінковими пристроями. Комахи вибирають для укриття саме ті місця, де вони менш помітні.

    Неїстівні комахи та отруйні тварини - змії та жаби, мають яскраву, застерігаюче забарвлення. Хижак, вкотре зіткнувшись з такою твариною, надовго асоціює цей тип забарвлення з небезпекою. Цим користуються деякі неотруйні тварини. Вони набувають разючої подібності з отруйними, і тим самим знижують небезпеку з боку хижаків. Вже імітує забарвлення гадюки, муха наслідує бджоло. Це явище називається мімікрією.

    Як виникли всі ці дивовижні пристрої? Малоймовірно, щоб поодинока мутація могла забезпечувати таку точну відповідність між крилом комахи та живим листом, між мухою та бджолою. Неймовірно, щоб єдина мутація змушувала заступничо забарвлену комаху ховатися саме на тому листі, на яке воно схоже. Очевидно, що такі пристосування, як запобіжне і застерігаюче забарвлення та мімікрія, виникали шляхом поступового відбору всіх тих дрібних ухилень у формі тіла, у розподілі певних пігментів, у вродженій поведінці, які існували в популяціях предків цих тварин. Однією з найважливіших характеристик природного відбору є його кумулятивність- Його здатність накопичувати та посилювати ці ухилення в ряді поколінь, складаючи зміни окремих генів та контрольованих ними систем організмів.

    Найцікавіша і найважча проблема – це початкові стадії виникнення адаптацій. Зрозуміло, які переваги дає майже ідеальна схожість богомола із сухим сучком. Але які переваги могли мати його далекого предка, який лише віддалено нагадував сучок? Невже хижаки такі дурні, що їх можна так легко обдурити? Ні, хижаки аж ніяк не дурні, і природний відбір з покоління в покоління «вчить» їх все краще і краще розпізнавати хитрощі їх видобутку. Навіть ідеальна схожість сучасного богомола з сучком не дає йому 100-відсоткової гарантії, що жодна птиця його ніколи не помітить. Однак його шанси вислизнути від хижака вище, ніж у комахи з менш досконалим заступницьким забарвленням. Так само, у його далекого предка, лише трохи схожого на сучок, шанси на життя були дещо вищими, ніж у його родича зовсім на сучок не схожого. Звичайно, птах, який сидить поруч із ним, у ясний день легко його помітить. Але якщо день туманний, якщо птах не сидить поруч, а пролітає повз і вирішує не витрачати часу на те, що може бути богомолом, а може бути і сучком, тоді й мінімальна схожість зберігає життя носію цієї ледь помітної подібності. Його нащадки, які успадкують цю мінімальну подібність, будуть більш численними. Їхня частка в популяції побільшає. Це ускладнить життя птахів. Серед них стануть успішнішими ті, хто точніше розпізнаватиме замаскований видобуток. Набирає чинності той самий принцип Червоної Королеви, який ми обговорювали в параграфі, присвяченому боротьбі за існування. Щоб зберегти перевагу в боротьбі за життя, досягнуте за рахунок мінімальної подібності, виду-жертві доводиться змінюватися.

    Природний відбір підхоплює всі ті найдрібніші зміни, які посилюють подібність у фарбуванні та формі з субстратом, подібність між їстівним виглядом і тим неїстівним видом, який він наслідує. Слід враховувати, різні види хижаків користуються різними методами пошуку видобутку. Одні звертають увагу на форму, інші на забарвлення, одні мають кольоровий зір, інші ні. Тому природний відбір автоматично посилює, наскільки це можливо, схожість між імітатором і моделлю і призводить до тих дивовижних адаптацій, які ми спостерігаємо у живій природі.

    Виникнення складних адаптацій.Багато адаптацій справляють враження ретельно продуманих та спрямовано спланованих пристроїв. Як така складна структура як око людини могла виникнути шляхом природного відбору мутацій, що випадково виникали?

    Вчені припускають, що еволюція ока почалася з невеликих груп світлочутливих клітин на поверхні тіла наших дуже далеких предків, що жили близько 550 млн років тому. Здатність розрізняти світло і темряву була, безумовно, корисна для них, підвищувала їхні шанси на життя в порівнянні з абсолютно сліпими родичами. Викривлення «зорової» поверхні, що випадково виникло, покращило зір, це дозволяло визначити напрямок на джерело світла. Виник очний келих. Знову виникаючі мутації могли вести до звуження та розширення отвору очного келиха. Звуження поступово покращувало зір – світло почало проходити через вузьку діафрагму. Як бачите, кожен крок підвищував пристосованість тих особин, які змінювалися у «правильному» напрямку. Світлочутливі клітини формували сітківку. Згодом у передній частині очного яблука сформувався кришталик, який виконує функцію лінзи. Він виник, мабуть, як прозора двошарова структура, наповнена рідиною.

    Науковці спробували змоделювати цей процес на комп'ютері. Вони показали, що око, подібне до складного ока молюска, могло виникнути з шару фоточутливих клітин при відносно м'якому відборі всього за 364 000 поколінь. Іншими словами, тварини, у яких зміна поколінь відбувається щороку, могли сформувати повністю розвинене і оптично досконале око менш ніж за півмільйона років. Це дуже короткий термін для еволюції, якщо врахувати, що середній вік виду у молюсків дорівнює декільком мільйонам років.

    Всі передбачувані стадії еволюції ока людини ми можемо виявити серед тварин, що нині живуть. Еволюція ока йшла різними шляхами у різних типах тварин. Завдяки природному відбору незалежно виникло безліч різних форм ока, і людське око – тільки один з них, причому не найдосконаліший

    Якщо ми уважно розглянемо конструкцію ока людини та інших хребетних тварин, ми виявимо цілу низку дивних невідповідностей. Коли світло потрапляє в око людини, він проходить через кришталик і потрапляє на світлочутливі клітини сітківки. Світло змушене пробиватися через густу мережу капілярів та нейронів, щоб потрапити на фоторецепторний шар. Як це не дивно, але нервові закінчення підходять до світлочутливих клітин не ззаду, а спереду! Більше того, нервові закінчення збираються в оптичний нерв, який відходить від центру сітківки, і створює тим самим сліпу пляму. Щоб компенсувати затінення фоторецепторів нейронами і капілярами і позбудеться сліпої плями, наше око постійно рухається, посилаючи в мозок серію різних проекцій того самого зображення. Наш мозок робить найскладніші операції, складаючи ці зображення, віднімаючи тіні і обчислюючи реальну картину. Усіх цих складнощів можна було б уникнути, якби нервові закінчення підходили до нейронів не спереду, а ззаду, як, наприклад, у восьминога.

    Схема будови ока хребетних. Нервові закінчення схожі до фоторецепторів спереду і затіняють їх.

    Сама недосконалість ока хребетних проливає світло на механізми еволюції шляхом природного відбору. Ми вже неодноразово говорили про те, що відбір завжди діє «тут і зараз». Він сортує різні варіанти вже існуючих структур, обираючи і складаючи разом найкращі з них: найкращі «тут і зараз», безвідносно до того, на що ці структури можуть перетворитися на далекому майбутньому. Тому ключ до пояснення та досконалостей та недосконалостей сучасних структур слід шукати в минулому. Вчені вважають, що всі сучасні хребетні походять від тварин подібних до ланцетника. У ланцетника світлочутливі нейрони розташовуються на передньому кінці нервової трубки. Перед ними розташовані нервові та пігментні клітини, які прикривають фоторецептори від світла, що потрапляє спереду. Ланцетник приймає світлові сигнали, що надходять з боків його прозорого тіла. Можна думати, що у спільного предка хребетних очей було влаштовано подібним чином. Потім ця плоска структура стала перетворюватися на очний келих. Передня частина нервової трубки вп'ячувалась усередину, і нейрони, що були попереду рецепторних клітин, опинилися поверх них. Процес розвитку ока у ембріонів сучасних хребетних у сенсі відтворює послідовність подій, які відбувалися у минулому.

    Еволюція не створює нових конструкцій "з чистого листа", вона змінює (часто невпізнанно змінює) старі конструкції, так щоб кожен етап цих змін був пристосовним. Будь-яка зміна повинна підвищувати пристосованість її носіїв або, хоч би, не знижувати її. Ця особливість еволюції веде до неухильного вдосконалення різних структур. Вона є причиною недосконалості багатьох адаптацій, дивних невідповідностей у будові живих організмів.

    Слід пам'ятати, проте, що це пристосування, хоч би досконалі вони були, носять відносний характер. Зрозуміло, що розвиток здатності до польоту не дуже поєднується з можливістю швидко бігати. Тому птахи, які мають найкращі здібності до польоту, - погані бігуни. Навпаки, страуси, які не здатні літати, чудово бігають. Пристосування до певних умов може бути марним або навіть шкідливим при появі нових умов. Однак умови проживання постійно змінюються і іноді дуже різко. У цих випадках накопичені раніше адаптації можуть утруднити формування нових, що може вести до вимирання великих груп організмів, як це сталося понад 60-70 млн років тому з дуже численними і різноманітними динозаврами.

    1. Дайте визначення адаптації.

    2. Який чинник еволюції грає вирішальну роль формуванні адаптацій?

    3. Чи можуть складні адаптації виникати завдяки поодиноким мутаціям?

    4. Чи може дрейф генів призвести до виникнення адаптацій?

    5. Наведіть відомі приклади різних адаптацій і спробуєте реконструювати історію їх виникнення.

    6. У чому причина недосконалості деяких адаптацій?

    Виникнення адаптацій у результаті природного відбору

    Адаптаціями називаються властивості та ознаки організмів, які забезпечують пристосування до того середовища, в якому ці організми живуть. Адаптацією також називають процес виникнення пристроїв.Вище ми розглянули, як деякі адаптації виникають у результаті природного відбору. Популяції березової п'ядениці пристосувалися до зовнішніх умов, що змінилися, завдяки накопиченню мутацій темного забарвлення. У популяціях людини, які населяють малярійні райони, адаптація виникла завдяки поширенню мутації серповидно-клітинної анемії. І в тому, і в іншому випадку адаптація досягається за рахунок дії природного відбору.

    При цьому матеріалом для відбору є спадкова мінливість, накопичена в популяціях. Оскільки різні популяції відрізняються один від одного по набору накопичених мутацій, то до тих самих факторів зовнішнього середовища вони пристосовуються по-різному. Так, африканські популяції адаптувалися до життя в малярійних районах за рахунок накопичення мутацій серповидно-клітинної анемії. Hb S, а популяціях, що населяють південно-східну Азію стійкість до малярії сформувалася з урахуванням накопичення низки інших мутацій, які у гомозиготному стані також викликають хвороби крові, а гетерозиготном - забезпечують захист від малярії.

    Ці приклади ілюструють роль природного добору формування адаптацій. Потрібно, однак, ясно розуміти, що це – окремі випадки щодо простих адаптацій, що виникають за рахунок селективного розмноження носіїв одиничних «корисних» мутацій. Малоймовірно, що більшість адаптацій виникли таким шляхом.

    Заступне, застерігаюче і наслідувальне забарвлення.Розглянемо, наприклад, такі широко поширені адаптації, як заступницьке, застережливе і наслідувальне забарвлення (мімікрія).
    Заступне забарвленнядозволяє тваринам стає непомітними, зливаючись із субстратом. Одні комахи напрочуд подібні до листя дерев, на яких вони мешкають, інші нагадують засохлі гілочки або шипи на стовбурах дерев. Ці морфологічні адаптації доповнюються поведінковими пристроями. Комахи вибирають для укриття саме ті місця, де вони менш помітні.

    Неїстівні комахи та отруйні тварини - змії та жаби, мають яскраву, застерігаюче забарвлення. Хижак, вкотре зіткнувшись з такою твариною, надовго асоціює цей тип забарвлення з небезпекою. Цим користуються деякі неотруйні тварини. Вони набувають разючої подібності з отруйними, і тим самим знижують небезпеку з боку хижаків. Вже імітує забарвлення гадюки, муха наслідує бджоло. Це явище називається мімікрією.

    Як виникли всі ці дивовижні пристрої? Малоймовірно, щоб поодинока мутація могла забезпечувати таку точну відповідність між крилом комахи та живим листом, між мухою та бджолою. Неймовірно, щоб єдина мутація змушувала заступничо забарвлену комаху ховатися саме на тому листі, на яке воно схоже. Очевидно, що такі пристосування, як запобіжне і застерігаюче забарвлення та мімікрія, виникали шляхом поступового відбору всіх тих дрібних ухилень у формі тіла, у розподілі певних пігментів, у вродженій поведінці, які існували в популяціях предків цих тварин. Однією з найважливіших характеристик природного відбору є його кумулятивність- його здатність накопичувати та посилювати ці ухилення в ряді поколінь, складаючи зміни окремих генів та контрольованих ними систем організмів.

    Найцікавіша і найважча проблема - це початкові стадії виникнення адаптацій. Зрозуміло, які переваги дає майже ідеальна схожість богомола із сухим сучком. Але які переваги могли мати його далекого предка, який лише віддалено нагадував сучок? Невже хижаки такі дурні, що їх можна так легко обдурити? Ні, хижаки аж ніяк не дурні, і природний відбір з покоління в покоління «вчить» їх все краще і краще розпізнавати хитрощі їх видобутку. Навіть ідеальна схожість сучасного богомола з сучком не дає йому 100-відсоткової гарантії, що жодна птиця його ніколи не помітить. Однак його шанси вислизнути від хижака вище, ніж у комахи з менш досконалим заступницьким забарвленням. Так само, у його далекого предка, лише трохи схожого на сучок, шанси на життя були дещо вищими, ніж у його родича зовсім на сучок не схожого. Звичайно, птах, який сидить поруч із ним, у ясний день легко його помітить. Але якщо день туманний, якщо птах не сидить поруч, а пролітає повз і вирішує не витрачати часу на те, що може бути богомолом, а може бути і сучком, тоді й мінімальна схожість зберігає життя носію цієї ледь помітної подібності. Його нащадки, які успадкують цю мінімальну подібність, будуть більш численними. Їхня частка в популяції побільшає. Це ускладнить життя птахів. Серед них стануть успішнішими ті, хто точніше розпізнаватиме замаскований видобуток. Набирає чинності той самий принцип Червоної Королеви, який ми обговорювали в параграфі, присвяченому боротьбі за існування. Щоб зберегти перевагу в боротьбі за життя, досягнуте за рахунок мінімальної подібності, виду-жертві доводиться змінюватися.

    Природний відбір підхоплює всі ті найдрібніші зміни, які посилюють подібність у фарбуванні та формі з субстратом, подібність між їстівним виглядом і тим неїстівним видом, який він наслідує. Слід враховувати, різні види хижаків користуються різними методами пошуку видобутку. Одні звертають увагу на форму, інші на забарвлення, одні мають кольоровий зір, інші ні. Тому природний відбір автоматично посилює, наскільки це можливо, схожість між імітатором і моделлю і призводить до тих дивовижних адаптацій, які ми спостерігаємо у живій природі.

    Виникнення складних адаптацій.Багато адаптацій справляють враження ретельно продуманих та спрямовано спланованих пристроїв. Як така складна структура як око людини могла виникнути шляхом природного відбору мутацій, що випадково виникали?

    Вчені припускають, що еволюція ока почалася з невеликих груп світлочутливих клітин на поверхні тіла наших дуже далеких предків, що жили близько 550 млн років тому. Здатність розрізняти світло і темряву була, безумовно, корисна для них, підвищувала їхні шанси на життя в порівнянні з абсолютно сліпими родичами. Викривлення «зорової» поверхні, що випадково виникло, покращило зір, це дозволяло визначити напрямок на джерело світла. Виник очний келих. Знову виникаючі мутації могли вести до звуження та розширення отвору очного келиха. Звуження поступово покращував зір - світло почало проходити через вузьку діафрагму. Як бачите, кожен крок підвищував пристосованість тих особин, які змінювалися у «правильному» напрямку. Світлочутливі клітини формували сітківку. Згодом у передній частині очного яблука сформувався кришталик, який виконує функцію лінзи. Він виник, мабуть, як прозора двошарова структура, наповнена рідиною.

    Науковці спробували змоделювати цей процес на комп'ютері. Вони показали, що око, подібне до складного ока молюска, могло виникнути з шару фоточутливих клітин при відносно м'якому відборі всього за 364 000 поколінь. Іншими словами, тварини, у яких зміна поколінь відбувається щороку, могли сформувати повністю розвинене і оптично досконале око менш ніж за півмільйона років. Це дуже короткий термін для еволюції, якщо врахувати, що середній вік виду у молюсків дорівнює декільком мільйонам років.

    Всі передбачувані стадії еволюції ока людини ми можемо виявити серед тварин, що нині живуть. Еволюція ока йшла різними шляхами у різних типах тварин. Завдяки природному відбору незалежно виникло безліч різних форм ока, і людське око - тільки один з них, причому не найдосконаліший

    Якщо ми уважно розглянемо конструкцію ока людини та інших хребетних тварин, ми виявимо цілу низку дивних невідповідностей. Коли світло потрапляє в око людини, він проходить через кришталик і потрапляє на світлочутливі клітини сітківки. Світло змушене пробиватися через густу мережу капілярів та нейронів, щоб потрапити на фоторецепторний шар. Як це не дивно, але нервові закінчення підходять до світлочутливих клітин не ззаду, а спереду! Більше того, нервові закінчення збираються в оптичний нерв, який відходить від центру сітківки, і створює тим самим сліпу пляму. Щоб компенсувати затінення фоторецепторів нейронами і капілярами і позбудеться сліпої плями, наше око постійно рухається, посилаючи в мозок серію різних проекцій того самого зображення. Наш мозок робить найскладніші операції, складаючи ці зображення, віднімаючи тіні і обчислюючи реальну картину. Усіх цих складнощів можна було б уникнути, якби нервові закінчення підходили до нейронів не спереду, а ззаду, як, наприклад, у восьминога.

    Сама недосконалість ока хребетних проливає світло на механізми еволюції шляхом природного відбору. Ми вже неодноразово говорили про те, що відбір завжди діє «тут і зараз». Він сортує різні варіанти вже існуючих структур, обираючи і складаючи разом найкращі з них: найкращі «тут і зараз», безвідносно до того, на що ці структури можуть перетворитися на далекому майбутньому. Тому ключ до пояснення та досконалостей та недосконалостей сучасних структур слід шукати в минулому. Вчені вважають, що всі сучасні хребетні походять від тварин подібних до ланцетника. У ланцетника світлочутливі нейрони розташовуються на передньому кінці нервової трубки. Перед ними розташовані нервові та пігментні клітини, які прикривають фоторецептори від світла, що потрапляє спереду. Ланцетник приймає світлові сигнали, що надходять з боків його прозорого тіла. Можна думати, що у спільного предка хребетних очей було влаштовано подібним чином. Потім ця плоска структура стала перетворюватися на очний келих. Передня частина нервової трубки вп'ячувалась усередину, і нейрони, що були попереду рецепторних клітин, опинилися поверх них. Процес розвитку ока у ембріонів сучасних хребетних у сенсі відтворює послідовність подій, які відбувалися у минулому.

    Еволюція не створює нових конструкцій "з чистого листа", вона змінює (часто невпізнанно змінює) старі конструкції, так щоб кожен етап цих змін був пристосовним. Будь-яка зміна повинна підвищувати пристосованість її носіїв або, хоч би, не знижувати її. Ця особливість еволюції веде до неухильного вдосконалення різних структур. Вона є причиною недосконалості багатьох адаптацій, дивних невідповідностей у будові живих організмів.

    Слід пам'ятати, проте, що це пристосування, хоч би досконалі вони були, носять відносний характер. Зрозуміло, що розвиток здатності до польоту не дуже поєднується з можливістю швидко бігати. Тому птахи, які мають найкращі здібності до польоту, — погані бігуни. Навпаки, страуси, які не здатні літати, чудово бігають. Пристосування до певних умов може бути марним або навіть шкідливим при появі нових умов. Однак умови проживання постійно змінюються і іноді дуже різко. У цих випадках накопичені раніше адаптації можуть утруднити формування нових, що може вести до вимирання великих груп організмів, як це сталося понад 60—70 млн років тому з дуже численними і різноманітними динозаврами.