Бауэра теория

Принцип устойчивого неравновесия: запрещенная биология Эрвина Бауэра

77 лет назад все создатели этого материала — от корректора до редактора — после его публикации, вероятно, немедленно отправились бы под арест, а затем — в концлагерь либо на расстрел по 58-й статье УК РСФСР: «контрреволюционная деятельность», «распространение, изготовление и хранение литературы».

В СССР эпохи сталинизма «Теоретическая биология» Эрвина Бауэра была опасной книгой, поскольку в 1938 году ее автор был расстрелян вместе с супругой, их малолетние дети — разлучены, отправлены в приемник НКВД и затем в специальные детдома, а весь типаж монографии — уничтожен почти целиком.

Ее экземпляры сохранились лишь в некоторых крупных библиотеках и у смельчаков, не побоявшихся хранить у себя книгу расстрелянного автора.

Само содержание «Теоретической биологии», на первый взгляд, похоже, не фигурирует среди основных причин этой трагедии: по мнению исследователей, Бауэров арестовали как венгерских коммунистов, возможных членов 3-го Интернационала. Семья стала жертвой так называемого Большого террора — кампании жестоких массовых арестов и убийств, которая продолжалась в СССР с 1937 по 1938 год.

Тогда по политическим обвинениям, по данным международного историко-просветительского «Мемориал», был арестован 1 миллион 700 тысяч человек.

Принцип Эрвина Бауэра: фундамент синергетики

В 1937-1938 годах теоретическая биология Эрвина Бауэра сама по себе едва ли могла быть опасна для политических процессов, протекавших в советской России. Тем не менее, она оказалась революционно полезной для развития науки, — даже несмотря на то, что, создавая ее, ученый отчасти ошибался в своих взглядах.

На тот момент в области естествознания господствовало убеждение, что каждому природному явлению соответствуют особые вещества, — либо даже сами природные явления становятся лишь следствием физических свойств подобных веществ.

Эрвин Бауэр, как и многие его коллеги, предполагал, что то же самое можно сказать и о жизни, — и делал вывод, что ей должно соответствовать «живое вещество».

В начале ХХ века таким веществом представлялась биологам «протоплазма» — желеобразная масса, которую они находили в клетках живых существ.

Повсюду она выглядела одинаково, а значит вполне могла оказаться искомым носителем свойства «жизнь».

«Протоплазма» сворачивалась при высоких температурах, напоминая белки молока, крови и птичьих яиц, так что ее предполагаемый центральный компонент назвали «протеином», стремясь не перепутать его с «обыкновенным белком».

Эрвин Бауэр хотел исследовать термодинамические свойства «живого вещества», поскольку именно эта область теоретической физики с наступлением XX века оказалась развита больше всего. Он предполагал, что молекулы «живого вещества» — постоянно пребывают в естественном неуравновешенном состоянии, так что ткани увядают без пищи и света — и расцветают с их появлением.

Принцип устойчивого неравновесия, сформулированный Эрвином Бауэром, звучит так: «Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях». Из этого советский биолог делает вывод, что основными свойствами живых систем являются метаболизм, деление клеток, размножение и старение. Это противоречит принципу термодинамического равновесия (то есть, покоя), так что самодвижение живых систем выглядит как его нарушение.

Доказательства Ильи Пригожина: самоорганизация живых систем

Существование устойчивого неравновесия было доказано в 1947 году бельгийским физиком и физикохимиком российского происхождения Ильей Пригожиным. В 1977 за свои работы в области термодинамики он получил Нобелевскую премию по химии.

Среди трудов Пригожина были работы по самоорганизации в открытых системах, которые легли в основу нового междисциплинарного направления науки — синергетики.

В фокусе ее внимания находятся общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, биологических, экологических, социальных и других), возникающие на основе присущих им принципов самоорганизации.

Живая система, и впрямь, является открытой (на нее влияет окружающая среда) и до равновесия ей далеко. Каждый живой организм регулярно получает энергию (в случае растений — солнечный свет) и питательные вещества (в случае животных — пищу), использует их для поддержания своих функций и выделяет отходы, которые затем могут использоваться другими системами.

Живые системы способны гибко реагировать на изменения среды: например, одноклеточные амебы от голода могут собираться в многоклеточное «тело», которое двигается как единое целое в поисках пищи.

При этом амебы в его составе подразделяются на два типа: одни образуют своеобразную ножку, а другие — плодовое тело, внутри которого созревают споры. Затем эти споры рассеиваются, и, если условия благоприятны, из них «рождаются» новые амебы.

Ответ открытой системы — одноклеточной амебы — на нехватку питательных веществ приводит к появлению нового уровня организации с согласованным поведением множества отдельных клеток.

Вероятно, излишним будет упомянуть, что этот принцип соблюдается и в случае куда более сложных организмов — в том числе людей, которых голод и бедствия толкают на революции и другие согласованные массовые действия.

Самые дерзкие вопросы: чем занимается теоретическая биология сегодня

Сегодня теоретическая биология охватывает все теоретические перспективы, которые так или иначе касаются биологических процессов, и описывает общие законы существования, движения и развития живой материи.

В фокусе этой дисциплины — клеточная биология, биология развития, экология, иммунология, изучение инфекционных заболеваний, математическое моделирование и статистика, различные разделы медицины, фитопатология, микробиология, молекулярная биология, биохимия и психология.

Поиск ответов на дерзкие фундаментальные вопросы на границе философии — прямая обязанность теоретической биологии. Как появилась и как эволюционировала жизнь? Почему люди выглядит так, как выглядят? Чем объясняется сложность и разнообразие живых систем на нашей планете? Уникальна ли земная жизнь?

Точные определения биологических терминов и описание процесса познания с помощью формальных инструментов — также одна из основных задач теоретической биологии. По своей природе эта область науки является междисциплинарной.

Она движется между частным и общим, впитывая крупные идеи из других сфер и развивая их с помощью количественного описания и уточнения.

Так теоретическая биология постепенно превращается в масштабную структурную науку об организованных системах, которая обладает редким и ценным правом проводить параллели и отыскивать сходства между физико-химическими, биологическими, экономическими и социальными системами.

Возможно, именно она в будущем станет арбитром в решении множества застарелых конфликтов: между креационистами и дарвинистами, уфологами и сторонниками антропного принципа и другими спорщиками. Ведь, в конечном итоге, несмотря на гигантский скачок, совершенный наукой за последние полтора века, мы до сих пор еще не решили большую часть самых захватывающих загадок окружающего мира.

Что такое жизнь? Как животное стало человеком? Может ли это случиться снова: здесь, с другим видом или на другой Земле?

Источник: https://theoryandpractice.ru/posts/10689-theoretical-biology

blog.rudnyi.ru/ru

В книге Гурвича Теория биологического поля упоминался принцип устойчивого неравновесия Эрвина Бауэра. Мне показалось, что этот принцип можно считать предшественником концепции динамической кинетической стабильности, предложенной в книге Адди Проса Что такое жизнь. Поэтому я решил познакомиться более подробно с идеями Бауэра.

Книга Эрвин Бауэр Теоретическая биология вышла в 1935 году. В 1937 году Бауэр с женой были арестованы и далее растреляны. Причина репресий, по всей видимости, не была связана с научной работой. Тем не менее, вызывает восхищение, что Гурвич упоминул о книге Бауэра в 1944 году. Не каждый решился бы на такое.

Принципу устойчивого неравновесия в книге Баэура посвящена первая глава, которая называется Принцип устойчивого неравновесия. Ниже идет краткий конспект этой главы. В целом должен сказать, что книга пронизана идеями диалектического материализма.

Глава начинается с констатации факта, что биологи знают, что такое живое, но никак не могут сформулировать в явном виде, чем же живое отличается от неживого (ситуация в этом отношении в биологии не изменилась). Бауэр выражает оптимизм, что можно найти принципы, которые четко описывают данное отличие.

Изменение состояния живых систем при постоянных внешних условиях

Вводится первое требование к живым системам:

‘Если при существующих условиях без изменения окружающей среды система не должна находиться в полном покое, если в ней могут происходить изменения «самопроизвольно», то это означает, что в системе должны находиться такие скопления энергий, которые при господствующих в системе условиях и при неизменных условиях окружающей среды могут разряжаться. В системе должны существовать такие разности потенциала, которые помимо внешнего содействия, следовательно, без изменения окружающей среды, или, что то же, без внешнего воздействия на систему могут разряжаться, т.е. выравниваться, причем освобождающаяся при этом выравнивании, при этом разряжении энергия может проявиться различным способом, будь то механическая работа или образование тепла, электрической энергии и т.д. В чем должна проявить себя освобождающаяся при этом энергия, в какой работе, – в этом отношении мы не ставим пока никаких требований.’

Констатируется, что данное условие недостаточно, поскольку в него также попадают машины.

Изменение состояния при изменении внешних условий

Вводится активность живых систем, поведение организма не сводится просто к реакции на изменение внешних условий:

‘Это «активное» противодействие на воздействующие внешние силы и изменения состояния окружающей среды, которого мы требуем от материальной системы для того, чтобы обозначить ее как живую, имеет, как мы видели на примерах, необходимой предпосылкой то, что в самой системе во время внешних изменений состояния происходят такие изменения, которые не являются одним только следствием изменений состояния окружающей среды и существующих при действии сил первоначальных условий.’

Опять говорится, что можно себе представить машины, которые будут удовлетворять этому требования. Роботов во времена Бауэра еще не было, но его примеры напоминают в определенной степени примитивных роботов.

Раздражимость, возбудимость

В разделе вводится и обсуждаются такие свойства живых организмов как раздражимость и возбудимость.

‘Под «раздражимостью» или «возбудимостью» в общем обозначается то свойство живых организмов, в силу которых они на изменения состояния окружающей среды, т.е. на внешние воздействия, отвечают изменениями состояния, т.е.

процессами, которые трудно вывести из внешнего воздействия так называемого раздражения; действие не соответствует силе внешнего воздействия – незначительные воздействия разрешаются интенсивными процессами: очень часто отсутствует также и соотношение в месте: «раздражение» действует на одном месте, а процесс, обусловленный им, происходит в совершенно другом месте организма. Следовательно, понятия: «раздражимость» и «возбудимость» относятся к тем понятиям, которые были созданы для того, чтобы выделить и характеризовать особое поведение живых систем по отношению к внешним воздействиям.’

Бауэр приводит примеры из неживой материи, которые также можно охарактиризовать как раздражимость и возбудимость, и далее ищет отличия между живым и неживых в рамках этих понятий. Приводимые им цитаты показывают желание ряда биологов того времени описать организм как механизм. Бауэр с ними не согласен.

Отмечу, что аргументы Баэура по поводу отличия раздражимости и возбудимости в живых организмах и неживых объектах явно не удастся распространить на современные роботы. Чтобы последние не попали в разряд живых следует переработать аргументацию (непонятно, возможно ли такое в принципе).

Род и направление изменений состояния живой системы в зависимости от состояния и изменений окружающей среды

Центральный раздел главы. В нем Бауэр формулирует принцип стабильного неравновесия. Вначале приведу основные высказываения:

‘Мы утверждаем, что материальные системы, обозначенные нами как живые, и в этом отношении обладают характерным свойством, и мы называем живыми только такие системы, которые этим свойством обладают.

Это свойство мы сформулируем следующим образом: чтобы обозначить систему живой, мы требуем от нее, чтобы она затрачивала свою работоспособность, т.е.

свою свободную энергию, которой она обладает при неизмененной окружающей среде, всегда на такую работу, которая приводит при данной окружающей среде к изменениям в условиях системы, повышающим ее работоспособность.

Иначе говоря в системе должны существовать приспособления, способствующие тому, чтобы работоспособность системы и при неизменной окружающей среде всегда затрачивалась на такие работы, которые повышают работоспособность самой системы. Короче, работоспособность должна быть использована в интересах собственной работоспособности.’

‘Выраженное в кратце наше третье требование, следовательно, говорит: работа живых систем при всякой окружающей среде направлена против равновесия, которое должно было бы наступить при данной окружающей среде при данном первоначальном состоянии системы.’

‘Мы получим тогда всеобщий закон биологии, который гласит: «все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях».’

Глава построена таким образом. На примере из термодинамики демонстрируется использование работы в интересах собственной работоспособности (первая цитата). Далее показывается ограниченность данного примера из неживой материи и следует обобщение (вторая цитата), возводимое в рамки всеобщего закона биологии (третья цитата).

В завершении раздела приводится уравнение, которое по мнению Бауэра, позволяет выразить отличие живого от неживого в количественной форме:

‘Из этого следует, что свободная энергия у изотермически замкнутой живой системы при наступлении равновесия будет меньше, чем у неживой системы, хотя у обеих вначале сумма разностей потенциалов, выраженная в абсолютных величинах, была бы одна и та же.’

Должен сказать, что эту часть раздела я не смог понять. В книге Бауэр в целом показывает неплохое знание термодинамики (что не характерно для биолога), но многие его рассуждения успользают от понимания.

Об отношениях к динамическому равновесию, к принципу Лешателье и о значении структуры живых систем

В последнем разделе первой главы показывается отличие принципа стабильного неравновесия от динамического равновесия и принципа Ле Шателье.

В заключение пара комментариев с моей стороны. Мне понравился термин стабильное неравновесие. Идея Бауэра явно коррелирует с принципом динамической кинетической стабильности Просса, хотя два автора решают разные задачи.

Бауэр хочет сформулировать отличие жизни от неживой материи, в то время как Просс хочет сформулировать общий принцип, справедливый как для живой, так и неживой материи. Разница появляется, поскольку исходно решаются разные задачи. Бауэр хочет найти принципиальное отличие живого от неживого и, таким образом, отделить биологию от химии.

Просс же рассматривает возникновение жизни и на этом пути у него биология сводится к репликативной химии (системной химии).

Сравнение подходов Бауэра и Просса, по-моему, крайне поучительно. С одной стороны, биологи хотят заниматься фундаментальной наукой (биология не сводится к химии), с другой, биологи обычно подразумевают, что жизнь возникла из неживой материи. Похоже, что без магии объединить эти две задачи вряд ли получится.

Пожалуй, еще отмечу, что в книге Бауэра есть много рассуждений о работе, совершаемой организмом. В книге Терренса Дикона Неполная природа работе также уделяется большое значение, при этом значение работы обобщается в рамках иерархии возникновения. Было бы интересно более детально сравнить термин работа у Бауэра с таковым у Дикона.

Информация о Эрвине Бауэре

Розанова И. Е., Трефилова О. А., Розанов И. А., Эрвин Симонович Бауэр биолог, теоретик, педагог // Лечебное дело. 2010. №4.
http://cyberleninka.ru/article/n/ervin-simonovich-bauer-biolog-teoretik-pedagog

Шноль С. Э. Эрвин Бауэр и теоретическая биология. Природа, 1990, № 12.
http://www.ihst.ru/projects/sohist/papers/priroda/1990/12/78-84.pdf

О Эрвине Бауэре на английском языке (я взял рисунок уравнения с этой странички)
http://www.eoht.info/page/Erwin+Bauer

См. также

Адди Просс: Что такое жизнь?

Терренс Дикон: Фантасмагория возникаемости

Обсуждение

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/126847.html

Источник:

Медицинская энциклопедия – значение слова Ба́уэра Тео́рия

(K.H. Bauer, р. 1890 г., нем. хирург)
теория, объясняющая патогенез несовершенного остеогенеза врожденной неполноценностью остеобластов.

Смотреть значение Ба́уэра Тео́рия в других словарях

Теория — ж. греч. умозренье, умозаключенье; заключенье, вывод из чего-либо, не по явленью на деле, а по выводам своим; противоположное дело, на деле, опыт, практика. не всегда верна;……..
Толковый словарь Даля

Теория — теории, ж. (греч. theoria – исследование). 1. учение, являющееся ражением действительности, обобщением практики, человеческого опыта. …, если она является действительной теорией,……..
Толковый словарь Ушакова

Теория Ж. — 1. Обобщение фактов, опыта, знаний, основывающееся на глубоком проникновении в сущность изучаемого явления, вскрывающее его закономерности. 2. Учение о какой-л. области……..
Толковый словарь Ефремовой

Исторического Пессимизма Теория — – направление в футурологии международных отношений, которое, в противовес теории технократического оптимизма, исходит из перспективы долгого существования классического……..
Политический словарь

Конвергенции Теория — (от лат. convergere – сближаться, сходиться) основана на идее преобладания тенденций объединения элементов в систему над процессами дифференциации, различения и индивидуализации………
Политический словарь

Мобильности Теория — (от фр. mobile, лат. mobilis – подвижный, способный к быстрому действию) – система идей в социологии и политологии, в которой осмысливаются процессы изменения положения людей……..
Политический словарь

Олигархизации Политических Партий Теория — – (от греч. oliarchia – власть немногих) – обоснование характерной тенденции в развитии партии: переход от организации демократического типа к жесткому бюрократическому аппарату……..
Политический словарь

Политическая Система Индустриально Развитых Стран (теория) — Политическая система представляет собой совокупность лиц, институтов, участвующих в политическом процессе, неформальных и неправительственных факторов, влияющих……..
Политический словарь

Политическая Теория — (POLITICAL THEORY) – массив научной мысли, нацеленной на оценку, объяснение и прогнозирование политических феноменов. Одновременно политическая теория представляет собой раздел……..
Политический словарь

Постиндустриального Общества Теория — – широко применяется в западной политологии и социологии для обозначения современного общества. Концепция индустриального общества разрабатывалась в трудах Р.Дарендорфа……..
Политический словарь

Теория — – интегрированная совокупность принципов, которые объясняют и предсказывают наблюдаемые явления. (Д. Майерс, с.50)
Политический словарь

Теория Конвергенции — (лат. convergere приближаться, сходиться) – одна из концепций политологии, социологии и политэкономии, усматривающая в общественном развитии современной эпохи преобладающую……..
Политический словарь

Теория Нового Институционализма — – направление в американской политологии, возникшее в 1970-е гг. Классики неоинституционализма американские политологи Д.Марч и Д.Олсен в работе “Вновь открывая институты:……..
Политический словарь

Теория Партисипаторной Демократии — – теоретики партисипаторной демократии (Дж.Вольф, Ф.Грин, Б.Барбер)остаются верными центральной идее классической теории демократии о способности простых людей управлять……..
Политический словарь

Теория Плебисцитарной Демократии — – ее основателем считается М.Вебер. По его мнению, с развитием партий меняется характер политического представительства и политическая организация власти. Политическое……..
Политический словарь

Теория Плюралистической Демократии — – концепция, согласно которой политический процесс предоставляет собой борьбу множества социальных, профессиональных, религиозных, местных, национальных или др. группировок,……..
Политический словарь

Теория Рационального Выбора — – согласно ее основному положению, главным субъектом политического участия является свободный индивид, стремящийся к максимальной реализации своих интересов и эффективно……..
Политический словарь

Теория Социально-когнитивного Научения — (SOCIAL COGNITIVE LEARNING THEORY). Направление персонологии, представленное Бандурой и Роттером, в котором подчеркивается, что поведение является результатом сложного взаимодействия……..
Политический словарь

Теория Статусной Перестановки — – концепция, объясняющая политизацию социальных групп в условиях, когда их объективные социально- 285 экономические характеристики не снижаются, но происходит рост статуса……..
Политический словарь

Теория Элитарной (элитистской) Демократии — – концепция, согласно которой власть при демократии осуществляется элитами. Отличие демократии от диктатуры состоит в наличии нескольких элит, конкурирующих друг с……..
Политический словарь

Амортизационная Теория Страхового Фонда — См. Теория амортизационная страхового фонда
Экономический словарь

Арбитражная Теория Оценки — (arbitrage pricing theory) – теория равновесия на рынке капиталов, основанная на предположении об отсутствии арбитражных возможностей. В соответствии с арбитражной теорией оценки,……..
Экономический словарь

Арбитражная Теория Ценообразования — Альтернативная модель определения стоимости основных фондов, разработанная Стивеном Россом и построенная исключительно на арбитражных аргументах.
Экономический словарь

Государственная Теория Денег — См. Теория денег государственная

Экономический словарь

Густав Кассель: Экономическая Теория Как Чистая Теория Цен — Густаву Касселю (1866-1944) всемирную известность принесли его многочисленные произведения и общественная деятельность. Вначале Кассель изучал технические науки, в 1895……..
Экономический словарь

Декларативная Теория Признания — – правовая концепция, отрицающая, что субъект международного права возникает лишь в силу акта его признания другими государствами. Согласно этой концепции……..

Экономический словарь

Кардиналистская Теория Полезности — (от англ. cardinal – количественный) – исходит из того, что любой потребитель способен количественно измерить уровень полезности всякого данного товара и уровень……..

Экономический словарь

Классическая Теория — – теория, объединяющая представителей экономической науки, развивавших экономические концепции, начало которым положили английские экономисты А. Смит и Д, Рикардо………

Экономический словарь

Количественная Теория Денег — теория денежного обращения, основанная на уравнении обмена (уравнении Фишера), связывающем денежную массу в обращении, скорость обращения денег, среднюю цену……..

Экономический словарь

Мальтузианская Теория Народонаселения — MALTHUSIAN THEORY OF POPULATIONПреподобный Томас Мальтус в своем труде `Опыт закона о народонаселении` (1798г.) отстаивал точку зрения, что численность населения при его……..

Экономический словарь

Посмотреть в Wikipedia статью для Ба́уэра Тео́рия

Источник: http://slovariki.org/medicinskaa-enciklopedia/2841