Mica mutații pozitive mici selecție naturală. Informații generale despre evoluția organismelor vii. Sistem cu idealitate crescută

Evoluţie(din latină evolutio - „desfășurare”) - procesul de dezvoltare a tuturor organisme vii, care este însoțit modificări genetice, adaptări, modificări și dispariții ale populațiilor și speciilor individuale, având ca rezultat schimbări în ecosistemelorȘi biosferăîn general.

Schema evoluției organismelor vii pe Pământ.

Astăzi, există mai multe majore teorii ale evoluției. Cel mai comun este teoria sintetică a evoluției(STE) este o sinteză Teoria evoluției lui Darwinși genetica populației. STE explică legătura dintre modul de evoluție (mutații genetice)Și mecanism de evoluție (selecție naturală după Darwin). STE definește evoluția ca un proces în timpul căruia frecvența alelelor genelor se modifică într-o perioadă de timp care depășește semnificativ durata de viață a unui membru al unei populații.

Esența teoriei evoluției a lui Charles Darwin, care a formulat-o în lucrarea sa „Originea speciilor”(1859) este că principalul „motor” al evoluției este selecția naturală, un proces format din trei factori:

1) În populații se nasc mai mulți descendenți decât pot supraviețui, având în vedere condițiile de mediu (cantitatea de hrană, prezența viețuitoarelor care se hrănesc cu această specie etc.);

2) Diferitele organisme au trăsături diferite care afectează capacitatea de a supraviețui și de a procrea;

3) Trăsăturile de mai sus sunt moștenite.

Acești trei factori explică apariția competiției intraspecifice și extincția selectivă (eliminarea) acelor indivizi care sunt cel mai puțin adaptați la supraviețuire. Astfel, doar cei mai puternici lasă urmași, ceea ce duce la evoluția treptată a tuturor viețuitoarelor.

Selecția naturală este singurul factor care explică adaptarea tuturor viețuitoarelor, dar nu este singura cauză a evoluției. Alte motive la fel de importante sunt mutații, flux de gene și derivă genetică.

"…Cel mai rodnic o abordare la unificarea transdisciplinară a ştiinţelor poate fi în acceptarea evoluţiei ca concept principal. O teorie unificată va descrie diferitele faze și fațete ale procesului evolutiv prin legi generale invariante. Aceste legi vor permite cercetătorilor să descrie comportamentul și evoluția cuantelor, atomilor, moleculelor, celulelor, organismelor și sistemelor organismelor conform schema unificata consistenta…".
Ervin Laszlo. Fundamentele transdisciplinare
teorie unificată.

Bazat pe teoria inventiva de rezolvare a problemelor cunoscută (TRIZ) a legilor de dezvoltare a sistemelor tehnice și cu ajutorul analizei evoluției sistemelor de cea mai diversă natură s-a creat o astfel de Schemă universală de evoluție.

I. Descrierea Schemei Universale de Evoluţie

1. Viabilitatea redusă a sistemului

Identificarea unei probleme care amenință supraviețuirea sistemului. Întreaga istorie a naturii, animalelor și floră, civilizația umană, tehnologie și știință - aceasta este istoria refuzului (moartea, eliberarea etc.) de la organisme imperfecte, obiceiuri și fundamente, mecanisme, idei și teorii. Dacă treceți la oral arta Folk, apoi îmi amintesc imediat: „Vai celor învinși!”, „Să plângă învinsul...” sau așa ceva.

Blocul 1 corespunde formulării contradicției administrative după Altshuller: „Trebuie făcut ceva!”.

2. Idealitatea redusă a Sistemului

Motivul care amenință supraviețuirea sistemului este idealitatea scăzută, care se exprimă într-o valoare redusă a raportului dintre funcțiile utile ale sistemului și funcțiile costisitoare, dăunătoare. În viață, această situație apare foarte des. Evaluăm constant sistemele și tragem concluzii: „Jocul nu merită lumânarea”, „Jocul nu merită lumânarea”, „Peste mare o junincă este jumătate, dar se transportă o rublă”, „Nu hrana unui cal”, „O pălărie nu este pentru Senka ...”, etc.

După evaluarea idealității Sistemului, există 2 moduri:

3. Crearea unui sistem nou (dacă sistemul cu funcțiile necesare fie nu există, fie sistemul existent nu are resurse)

Crearea unui nou Sistem, pentru care problema supraviețuirii care a apărut din cauza factorilor identificați fie dispare cu totul, fie nu contează, fie nu este atât de acută.

Atunci când se creează un sistem nou, este necesar să se satisfacă cerințele Legea completității părților vehiculului: asigura setul necesar de elemente ale Sistemului si conexiunile dintre acestea, performantele minime ale acestora.

4. Îmbunătățirea sistemului existent (dacă sistemul dispune de resurse)

O astfel de schimbare a sistemului existent, în care problema supraviețuirii care a apărut în funcție de factorii identificați fie dispare cu totul, fie nu contează, fie nu este atât de acută.

5. Consolidarea Sistemelor existente

De regulă, folosim această cale atunci când cel puțin unul dintre sisteme nu are resursele (capacitățile) pentru a se schimba. Sistemele îmbinate (combinate) pot fi:

  • exact la fel;
  • cu o diferență în anumite caracteristici (de exemplu, cu diferite principii de funcționare);
  • eterogen;
  • cu funcţii opuse.

    Număr de sisteme combinate (combinate): 2→bi-sistem; mai mult de 2 → poli-sistem.

    După fuziune, în mod firesc, există o tranziție de la blocul 5 „Îmbinarea vehiculului” la blocul 3 „Crearea unui vehicul nou”. La urma urmei, primit nou sistem , cu nou sistemică calitate. Nou sistemul, după ce a îndeplinit Legea completității părților, începe un nou ciclu de dezvoltare ca existent, care este arătat printr-o tranziție ulterioară de la blocul 3 la blocul 4.

    După analizarea sistemului pentru gradul de viabilitate, idealitate și alegerea unei căi ulterioare pentru dezvoltarea acestuia, începe lucrările concrete de îmbunătățire a sistemului.

    6. Identificarea factorilor nocivi (efecte nedorite - NE) ai interactiunii Sistemului cu Supersistemul

    Căutați NE-uri externe între componentele (elementele și/conexiunile) sistemului și supersistemului.

    7. Identificarea factorilor nocivi (efecte nedorite) de interacțiune în cadrul Sistemului însuși

    Căutați NE interne, de ex. nepotriviri între elemente și/sau legături din cadrul sistemului.

    După detectarea în sistem utilizând analiză numărul maxim posibil de NE, procedăm la o astfel de modificare a componentelor, în care NE-urile dispar cu totul, sau nu contează, sau efectul lor nu este atât de acut (dăunător).

    8. Schimbarea componentelor (elementelor și/sau conexiunilor) ale Sistemului

    Blocul 8 corespunde Legea creșterii dinamismului vehiculului, care este implementat:

  • modificări cantitative și/sau calitative ale elementelor și/sau conexiunilor TS - scăderea (sau creșterea) numărului de componente, trecerea de la elemente rigide la elemente cu balamale și elastice, trecerea de la nivel macro- la nivel micro (folosirea proprietăților din ce în ce mai profunde ale materiei), deplasarea unei persoane din TS
  • modificarea oricăror proprietăți ale vehiculului - manevrabilitate, întreținere etc.
  • o schimbare a proceselor de timp în TS - trecerea proceselor uniforme în timp la periodice, impulsive, rezonante etc.; trecerea la caracteristicile și proprietățile vehiculului (masă, densitate, temperatură, conductivitate, Proprietăți chimice etc.) având un gradient de timp
  • modificări spațiale în TS - trecerea de la caracteristicile și proprietățile TS care sunt distribuite uniform în spațiu la a avea un gradient spațial

    Schimbarea poate fi implementată fără obstacole (deteriorări, probleme, noi NE) din sistem sau supersistem. Dar adesea schimbarea necesară a componentei (îmbunătățirea acesteia) duce la apariția unui nou NE. În acest caz, este necesar să se rezolve contradicția cu ajutorul instrumentelor TRIZ.

    Blocurile 6 - 8 prezintă mecanismul de îmbunătățire a sistemului.

    9. Eliminarea factorilor nocivi (NE) de interacțiune dintre Sistem și Supersistem

    Stabilirea faptului că factorii nocivi externi (HE) ca urmare a modificărilor (dinamizării) componentelor Sistemului fie au dispărut, fie și-au pierdut semnificația, fie efectul lor a devenit mai puțin acut.

    10. Eliminarea factorilor nocivi (NE) de interacțiune în cadrul Sistemului însuși

    Stabilirea faptului că factorii nocivi interni (NE) ca urmare a modificărilor (dinamizării) componentelor Sistemului fie au dispărut, fie nu au importanță, fie efectul lor a devenit mai puțin acut.

    Blocurile 9 și 10 arată rezultatul îmbunătățirii sistemului. Blocurile de la 6 la 10 pot fi „ascunse” în blocul 4.

    11. Sistemul existent îmbunătățit

    Stabilirea faptului de a îmbunătăți totul în Sistem ca întreg.

    12. Sistem cu idealitate crescută

    Stabilirea faptului de creștere a idealității Sistemului (creșterea raportului dintre funcțiile utile ale sistemului și cele costisitoare, dăunătoare).

    13. Sistem cu viabilitate crescută

    Stabilirea faptului de creștere a viabilității Sistemului: sistemul primește avantaje în raport cu alte sisteme care nu s-au schimbat (nu s-au schimbat) în bine.

    Este clar că diagrama arată unu ciclu de dezvoltare unu sistemele pornite a ei nivelul ierarhic, de fapt – un caz ideal de dezvoltare. În realitate, totul este mult mai complicat - este necesar să se ia în considerare dezvoltarea a cel puțin 3 „niveluri” ale ierarhiei - dezvoltarea sistemului în sine, dezvoltarea subsistemelor sale și dezvoltarea supersistemului său. Dar acest lucru nu reduce importanța utilizării cazului ideal - este ca și conceptul de „gaz ideal” sau „absolut corp negru„ ajută să facem primul pas corect în înțelegerea evoluției.

    Este clar că sistemul, după ce a trecut de primul ciclu de creștere a capacității de supraviețuire, începe imediat să „moară” din nou! Sistemele tehnice, nici măcar nu părăsesc planșa de desen (acum monitorul) proiectantului, sunt deja depășite - au apărut noi soluții de circuite, noi materiale, noi tehnologii... Prin urmare, ciclul 2 de creștere a capacității de supraviețuire este obligatoriu, ..., Nth etc., atâta timp cât societatea are nevoie de sistem. Și apoi vine și moartea adevărată- a dispărut nevoia sistemului, mai exact, a funcției sistemului.

    Între timp, un nou ciclu, „... sistemul doar visează la pace...”:

    Inițial, schema de evoluție a fost propusă pentru a structura legile de dezvoltare a sistemelor tehnice relevate în TRIZ. Dar schema s-a dovedit a fi invariantă - procese similare au loc în natura neînsuflețită și vie, în sisteme înzestrate cu conștiință sau fără semne ale acesteia.

    Natura neînsuflețită, cu legile ei de conservare, este un caz extrem de evoluție, când obiectele care încalcă legile pur și simplu nu pot apărea. Încălcarea obiectelor nu poate „începe să trăiască și să supraviețuiască” în principiu.

    Dotarea tuturor sistemelor, fără excepție, cu capacitatea de a evolua conform schemei propuse duce la acceptarea universalității principiului selecție naturală cu toate mecanismele sale de implementare - mutații, recombinări, competiție etc. Rezultatul selecției sub formă de durabilitate sporită, sau, în aplicare la sistemele vii – sub formă de supravieţuire, nu contează – conştient sau la nivel de instinct, are şi un caracter universal.

    II. Sisteme a căror dezvoltare poate fi reprezentată folosind Schema Universală a Evoluției

    Natură

    Luând ideile lui Bertalanffy și lucrând cu Ilya Prigogene, pionierul teoriei haosului Erwin Laszlo a dezvoltat o viziune amplă a evoluției, rezuminând-o în Evolution: The Grand Unification (1987).

    Una dintre cele mai importante științe de astăzi este teoria generală a evoluției. Acest evoluția TUTUROR lucrurilor - de la materie la viața societăților, la cosmos în general. E.Laszlo susține că un viitor cu adevărat durabil necesită mai mult decât tehnologie de ultimă oră. Civilizația noastră pământească necesită o schimbare a conștiinței pentru a supraviețui. Este necesară o tranziție de la o gândire pe termen scurt, centrată pe persoană și orientată spre management la o viziune pe termen lung, sistemică, evolutivă, în care oamenii sunt doar o parte a întregului.

    De-a lungul istoriei planetei, complexitatea biosferei ca sistem a crescut continuu. Rețineți că nu toate componentele biosferei evoluează continuu, unele ecosisteme (biocenoze) încetează să se dezvolte, apoi se degradează și mor, incapabile să reziste concurenței. În schimb, se dezvoltă alte forme de viață...

    Publicate recent rezultatele unui studiu care explică pentru prima dată originea și prevalența în natură a legii „mărimea în grad?”. Cercetătorii Brown și Enquist încercau să rezolve puzzle-ul - de ce rata metabolică a plantelor arată aceeași dependență de legea puterii care se observă la animale. Legea cunoscută sub numele de legea lui Kleiber era cunoscută de zeci de ani, dar nimeni nu putea înțelege cauza ei.

    Cercetătorii au construit modelul pe baza următoarelor ipoteze:

  • este necesară o rețea de ramificare asemănătoare unui fractal pentru a furniza fluide vitale în toate părțile corpului
  • energia utilizată pentru transportul resurselor prin rețea este minimizată.

    Pentru a minimiza energia necesară transportului resurselor prin sistem, rețeaua trebuie să aibă o structură de ramificare fractală. Când vine vorba de sistemele de transmisie a energiei, sistemul adoptă o structură arborescentă.

    Legea idealității crescânde în forma sa cea mai pură: energia pentru transport nutrienți prin rețea ar trebui să fie minimă. Și apoi animalele sau plantele care au costuri minime pentru livrarea hranei celulelor corpului vor avea avantaje, vor supraviețui .

    Sistemele cu o rețea fractală de transport și distribuție a energiei sunt mai susceptibile de a supraviețui, deoarece tocmai astfel de structuri reduc la minimum cantitatea de energie necesară pentru transportul acesteia.

    Subliniem un punct important: evoluția este selecția de organisme cu costuri minime de transfer și distribuție a energiei (adică, cele mai ideale), care este realizată prin sisteme numite fractal. Nu fractalitatea face sistemul mai ideal, dar dezvoltarea sistemului în direcția idealității îl face să devină fractal.

    Astfel, SSE oferă o explicație a motivului (de ce?) și a mecanismului (cum?) al fractalității naturii: cu competiție la toate nivelurile ierarhiei Naturii, se realizează selecția (adică supraviețuirea este realizată) a celor mai eficiente sisteme (adică, ideale). Manifestarea externă a rezultatului evoluţia sistemelor, rezultatul selecţiei în cursul competiţiei şi este un fractal.

    Univers

    Lee Smolin, profesor la Centrul pentru Fizică și Geometrie Gravitațională (Pennsylvania State University), a propus o nouă teorie a universului, care este atât elegantă, cât și cuprinzătoare, și radical diferită de orice propusă anterior. Smolin a tăiat nodul gordian al cosmologiei cu o idee simplă, dar puternică: „Structurile de bază ale lumii noastre trebuie privite prin logica evoluției”.

    Legile naturii pe care le observăm pot fi rezultatul procesul de selecție naturală. Universul nostru este atât de perfect potrivit pentru viață, deoarece a evoluat în acest fel. Este doar unul dintre miile de universuri care sunt angajate într-o luptă cosmică în care supraviețuiesc cei mai apți. „Noua viziune asupra universului este o rază de lumină, în toate sensurile, pentru că ceea ce ne-a dat Darwin și pentru care ne putem strădui atunci când generalizăm cosmosul ca întreg, este un mod de a gândi lumea...”.

    Ideile lui Smolin se bazează pe cele mai recente realizări în cosmologie, teoria cuantică, teoria relativității și teoria corzilor. Și, în același timp, oferă, de asemenea, o viziune de neegalat asupra modului în care toate aceste realizări pot fi combinate împreună pentru a forma o nouă teorie cosmologică: teoria evoluționistă a structurilor galaxiilor.

    Viața pe Pământ

    În procesul de evoluție a vieții, masa totală a materiei vii crește și devine mai complexă în organizarea ei. Complexitatea organizării formelor biologice se realizează prin încercare și eroare. Formele existente sunt reproduse în multe copii, dar nu sunt identice cu formele originale. Dimpotrivă, copiile diferă de ele prin prezența unor mici variații aleatorii.

    Aceste copii servesc apoi ca material pentru selecția naturală. Ele pot acționa ca organisme vii separate, caz în care selecția duce la acumularea de modificări utile, sau ca elemente de forme mai complexe, caz în care selecția este îndreptată și spre formarea de noi forme (de exemplu, la formarea de organisme pluricelulare). În ambele cazuri, selecția este rezultatul unei lupte pentru existență în care formele mai viabile le copleșesc pe cele mai puțin viabile. Acest mecanism de îmbunătățire a vieții, descoperit de Charles Darwin, poate fi numit legea de bază a evoluției.

    Întregul proces de dezvoltare a tuturor viețuitoarelor poate fi imaginat ca un proces de funcționare a unei anumite PIEȚE. Toate ființele vii inventează continuu noi forme de organizare, noi posibilități de asociere (cooperare sau interacțiune cooperativă), noi moduri de acțiune, creează și implementează feedback, de ex. ajustează regulile activității sale de viață atunci când condițiile externe se schimbă. Și astfel de inițiative sunt multe și variate și toată această diversitate este dominată de mecanisme de selecție.

    În procesul de interacțiune competitivă, unele elemente ale sistemului pierd inevitabil. Sunt înlocuite cu noi, mai potrivite conditii moderne. Astfel, PIAȚA acționează ca un sistem organizat ierarhic de eliminare a structurilor vechi și de înlocuire a acestora cu structuri noi, în continuă dezvoltare. Natura nu a inventat niciun alt mecanism de autoorganizare, cu excepția acestui mecanism – PIAȚA. PIAȚA este singurul mijloc natural de comparare a calității diferite forme organizarea materiei vii şi respingerea lor. El este principalul factor care determină dezvoltarea nu numai a societății, ci a întregii lumi vii.

    Schema Universală a Evoluției reflectă procesele acestei PIEȚE generalizate, arătând direcțiile schimbării fiecare sistemele pornite toata lumea nivel ierarhic, procese de selecție a sistemului, i.e. supraviețuirea sau moartea lor, în funcție de nivelul idealității sistemelor.

    Funcționarea sistemului endocrin al corpului uman

    Sistemul endocrin asigură personal permanent fluide care scaldă anumite celule ale corpului. Chiar și mici modificări ale compoziției acestor fluide și/sau ale procesului lor de circulație provoacă un răspuns corespunzător (feedback negativ) al sistemului endocrin, care vizează restabilirea concentrației/circulației normale.

    Întregul organism sau un anumit subsistem evoluează în mod deosebit vizibil într-un moment de pericol. Dacă „nivelul capacității de supraviețuire a organismului scade”, de exemplu, dacă sunt detectate niveluri periculos de scăzute ale zahărului din sânge, atunci glanda pituitară produce imediat un semnal de modificare (scădere) a productivității pancreasului, ceea ce reduce eliberarea de insulină. Astfel, prin dinamizarea sistemului - o scădere a activității pancreasului și o scădere a nivelului de insulină, concentrația zahărului din sânge devine normală. Aceasta înseamnă finalizarea cu succes a unui ciclu de control - viabilitatea organismului a revenit la nivelul său original, adică. Trandafir.

    Societatea si organizatiile

    În societățile cu ierarhii stricte și tradiții rigide, codul de conduită a fost în principiu întotdeauna același. Trebuie să fii sincer, curajos, fidel cuvântului tău, puternic, muncitor. A fost cultivat un comportament care le-a permis să stea și să se ridice în lupta împotriva naturii și a dușmanilor. Ceea ce contribuie la supraviețuirea și prosperitatea societății, adică. majoritatea oamenilor, și este adevărat, altfel vom pieri cu toții. Aici criteriul adevărului este practica, totul este clarificat și stabilit prin experiența generațiilor.

    Teoria organizării evolutive

  • Biologic modern teoria evoluționistă poate fi folosit în studii organizaționale la nivel metateoretic
  • Principiile de bază ale evoluției sunt dorința de a păstra identitatea și de a se adapta la mediul extern
  • Întreprinderea evoluează simultan la mai multe niveluri interne și externe

    Cercetătorii se îndreaptă din ce în ce mai mult către o direcție evolutivă: străduința fructuoasă muta analogiile din domeniul teoriei evolutive biologiceîn alte zone, în acest caz, în teoria organizaţiilor.

    Abordarea populației se bazează pe o dinamică modelul stocastic, părțile constitutive care sunt trei procese - modificarea, selectarea și păstrarea caracteristicilor utile. Obiectul studiului este populația de organizații.

    În strânsă analogie cu crearea speciilor în biologie, se ia în considerare alocarea ramurilor, ceea ce duce la formarea unor organizații de un nou tip. Variația noilor tipuri organizaționale este punctul de plecare pentru procesul de selecție într-o anumită populație. Aceasta examinează, de exemplu, rata de mortalitate a tipurilor organizaționale. Aici apare din nou analogia cu conceptul biologic al teoriei selecției naturale.

    Teoria evoluționistă pătrunde și în alte discipline științifice și filozofice. Asa de, direcția evolutivă se manifestă în analiza dezvoltării științei(teoria schimbării paradigmei).

    Această considerație este dedicată lucrării „Schema ZRTS și dezvoltarea unui sistem de cunoaștere - știință, teorie, paradigmă”. În mai 1999, termenul Schemă universală a evoluției nu a fost încă folosit în titlul lucrării.

    Dacă ne întoarcem la conceptele sociobiologiei moderne, atunci este ușor să vedem dominația ideii de asemănare cu organismul societății umane în ea. În anii 30. În secolul al XX-lea, omul de știință american W. Kennon a scris despre asemănarea reglementării și controlului în organism cu orice fel de organizații create de oameni (sisteme complexe), inclusiv cele industriale, economice și sociale. În anii 50. Secolul XX N. Wiener a început să se dezvolte cibernetica, bazată pe asemănarea controlului și comunicării în orice sisteme organizate, mașini și organisme vii.

    După ce a făcut cunoștință cu lucrările parlamentului englez în 1689, țarul Petru I a remarcat: „Este distractiv să auzi când supușii spun în mod deschis suveranului lor adevărul: asta trebuie să înveți de la britanici”. Cu toate acestea, țarul Petru nu a început să transfere acest lucru pe pământul rus. Compararea căii istorice de dezvoltare a monarhiilor celor două țări arată de ce una a reușit deși nu fără dificultate, se adaptează la condițiile interne și externe în schimbare, supraviețuiește și se încadrează în structura unei societăți care a suferit mari schimbări, în timp ce cealaltă s-a prăbușit din cauza ignorării realității, a aderării oarbe la trecut.

    Se pare ca Supraviețuirea monarhiei în Marea Britanie se explică și prin trăsăturile naționale ale poporului englez, „educația” acestuia în spiritul compromisului, armonia socială dezvoltată în ultimele trei secole.

    Schema Universală a Evoluției în toate detaliile - sistem de stat(tipul de stare nu contează) pentru a supraviețui, trebuie să te schimbi, să te adaptezi condițiilor interne și externe în schimbare!

    Problemele stringente ale lumii- alimente, energie, controlul armelor, populație, sărăcie, Resurse naturale, ecologie, climă, probleme ale vârstnicilor, prăbușirea comunităților urbane, nevoia de munca creativa care ar aduce satisfacție nu-şi mai pot găsi soluţia în cadrul unei societăţi industriale.

    O societate industrială nu are resurse de dezvoltare, așa că supraviețuirea ei este pusă sub semnul întrebării. Hotărâre privind ESS - trecerea la blocul 3 „Crearea unui nou sistem”, - crearea unei societăți construite pe noi principii, pe utilizarea de noi resurse.

    Afaceri

    În numeroase exemple, vedem afaceri Cum sistem viu. Cu un fundal solid în antropologie și economie, Dr. W. Frederick a petrecut ani și ani reducând afacerile la elementele de bază, nu la persoană, ci la procesul vieții în general. Toate ființele vii, așa cum a arătat în munca sa în 1995, se străduiesc să economisească bani, să obțină mai mult pentru mai puțin. "Acest procesul economiei este singura cale de supraviețuire, creștere, dezvoltare și prosperitate.”

    „Piața nu este o invenție a capitalismului, așa cum a remarcat odată Mihail Gorbaciov. Este o invenție a civilizației”. Ar putea merge mai departe în definiția sa: civilizația este invenția afacerilor, iar afacerile sunt invenția vieții.

    Internetul a devenit o ilustrare a faptului că afacerile sunt un organism viu. Biologii cunosc creșterea exponențială - așa descriu aceste curbe sisteme biologice. Acesta este un motiv pentru care Economia rețelei este adesea descrisă mai precis în termeni de biologie. Este clar că Rețeaua este percepută ca un fel de graniță – până la urmă, pentru prima dată în istorie, asistăm la creșterea biologică a unui sistem tehnic.

    La începutul secolului al XX-lea, în literatura economică și sociologică se găsesc încercări de extindere a domeniului de aplicare inițial pur. concepte economice„optim” și „eficiență” și interpretați istorie și activități sociale al oamenilor, De exemplu, bazat pe conceptul de extremitate (adică maxim și minim).

    În 1922, sociologul și economistul german F. Oppenheimer și-a publicat lucrarea „Sistemul sociologiei”, în care a formulat în esență principiul sociologic și economic extrem - „principiul celor mai mici mijloace”. Oppenheimer l-a considerat cel mai important principiu al sociologiei și baza activității umane raționale. El curgea dintr-un şi mai general din binecunoscutul principiu energetic al lui W. Ostwald: "Nu irositi energia!" Datorită principiului lui Oppenheimer, putem deduce matematic toată activitatea economică din „dorința umană de a folosi cele mai puține mijloace”. Într-un sens generalizat, această formulare exprimă ideea de optim, al cărui criteriu este scopul uman, dorința de economie și minimizarea mijloacelor pentru a-l atinge.

    Cea mai veche lucrare pe filozofia optimitățiiîn SUA au existat studiile metodologice ale lui G. Simon privind comportamentul optim al entităţilor economice în piaţă.

    Atunci când o întreprindere devine o companie independentă (firmă), i se aplică următoarele: condiţiile de existenţă (adică viața):"Atașament companiilor către produse standard tradiționale, către aceleași piețe și metode de distribuție nu pot asigura succesul său comercial pe termen lung și, uneori, este principalul motiv al prăbușirii sale (adică non-supraviețuire). Firma trebuie să fie în stare de căutare permanentă piețe noi, clienți noi, produse noi și aplicații noi pentru produsele lor tradiționale.

    Dovezi din nou și din nou: afacerile se dezvoltă conform legilor vieții, supraviețuieșteîn sensul literal al cuvântului, căutând să salveze a obține mai mult pentru mai puțin crește exponențial.

    Sisteme tehnice

    Metodele tehnologice, mai precis, cunoașterea modului de producere a bunurilor sau a serviciilor, sunt într-un fel analoge cu speciile biologice, iar schimbările în acestea sunt de natură evolutivă. O invenție, apariția unei noi tehnici tehnologice, este echivalentul apariției unei noi specii.

  • Din oceanul de obiecte artificiale create de om au fost selectate doar câteva, care au devenit parte din partea materială a vieții societății. În natură, acest lucru se manifestă sub forma capacității speciilor de a supraviețui - un organism, în special o specie, se poate dezvolta și se poate reproduce în lumea sa. Un obiect artificial de asemenea, s-ar putea spune, supraviețuiește și ia forma printr-o succesiune de generații de lucruri create.
  • Cercetătorii sunt captivați de ideea că un cip de calculator, ca un obiect biologic, poate fi forțat să evolueze prin selecția naturală „darwiniană”. Procesul ar putea „a genera” o configurație de comutatoare logice care îndeplinesc funcția dorită, chiar dacă programatorul știe puțin sau nimic despre cum să configureze mai întâi circuitul.
  • „Teramak” este un computer paralel puternic, experimental, construit în laboratorul Hewlett-Packard pentru a explora abordări largi ale arhitecturii computerelor. Această mașină, ale cărei elemente conțin aproximativ 220.000 de defecte, funcționează de 100 de ori mai rapid decât o stație de lucru de înaltă calitate cu un singur procesor, cu aproximativ aceeași configurație.
  • Rezistent la defecte Arhitectura Teramaka facilitează ocolirea defectelor, are un mare atractiv pentru viitoarele paradigme de calcul cu nanometri. Este posibil să sintetizați chimic componente electronice individuale cu un randament mai mic de 100%, să le asamblați într-un circuit cu instabilitate vizibilă în conexiuni și, în același timp, să creați un circuit de comunicare puternic și fiabil.
  • Primul atelier NASA și Departamentul Apărării pe „Hardware în evoluție” a fost realizat la Jet Propulsion Laboratory al Institutului Tehnic (Pasadena, California). Această industrie în creștere are exclusiv mare importanță pentru sisteme spațiale și de apărare care trebuie să supraviețuiască și să funcționeze optim pentru perioade lungi de timp în medii necunoscute, dure și/sau în schimbare frecventă.

    Să urmărim evoluția veche a tehnologiei. La început, fiecare inovație întâmpină obstacole sporite, atât în ​​nepotrivirea ei, cât și în neîncrederea publicului; dar publicitatea își exagerează importanța, prevestind viața pentru el și moartea pentru cel vechi. Apoi, practica oferă fiecăruia locul lor. Și de aceea, în orice moment, vedem o masă concurândîntre ele lucrări tehnice.

    Toate fenomenele de mai sus impun într-o asemenea măsură analogie între evoluție invenție tehnicăși evoluția lumii vii. Teoria evoluționistă modernă acoperă următoarele prevederi individuale:

    1. Din principiile organice apărute prin generarea spontană s-a format succesiv întreaga lume vie a timpului nostru.

    2. Fiecare organism moștenește unele dintre proprietățile sale de la strămoșul său.

    3. Noile achiziții fie sunt reținute și transmise posterității, fie dispar, în funcție de utilitatea, indiferența sau prejudiciul adus organismului în viața lui.

    4. Toate organismele se luptă între ele pentru existență (și cu cât sunt mai înrudite, cu atât lupta este mai acerbă). Se reține doar ceea ce este mai bine adaptat acestei lupte.

    5. Așa cum fermierul alege pentru continuarea rasei ceea ce este mai potrivit pentru scopurile sale și în asta constă selecția artificială, în natură apare și selecția naturală. Abia sesizabile la început, modificările cresc și, în concluzie, produc diferite tipuri.

    6. Formele noi fie rămân staționare, fie se schimbă în continuare și de aceea scara evolutivă persistă în orice moment dat.

    Înlocuind peste tot cuvântul „organism” cu cuvântul „invenție”, transferăm în totalitate această formulă a lui Darwin în evoluția tehnologiei, care, din acest punct de vedere, ar putea fi numită „darwinism tehnic”.

    În timpul civilizației Primului Val (civilizația agrară), canalele de comunicare, iar în 1628 în Europa serviciul poștal expres „Casa Taxiurilor” număra 25 de mii de oameni, erau destinate doar celor bogați și celor de la putere, oamenii de rând nu aveau acces la ele.

    Al doilea val (civilizația industrială), atrăgând țară după țară în sfera sa, a distrus complet acest monopol al comunicațiilor. Acest lucru s-a întâmplat pentru că tehnologie și producție de masă al doilea val a cerut o mișcare în masă a informațiilor, pe care vechile canale de comunicare pur și simplu nu le puteau gestiona.

    Pe Schema Universală a Evoluției, trecerea la blocul 3 „Crearea unui nou sistem”, i.e. în ceea ce priveşte TRIZ, trecerea S1 → S2 când este imposibilă dezvoltarea mijloacelor de comunicare pe vechile principii, în vechiul cadru.

    Se știe că pentru a îndeplini o anumită funcție, de regulă, aceasta poate fi propusă un numar mare de Structuri TS, fiecare dintre acestea va implementa această funcție. Dar „eficient și viabil sunt sisteme a căror structură corespunde maxim funcţiilor implementate.

    Vorbim direct despre idealitate (un sinonim pentru eficienta) si viabilitate, i.e. supravieţuire!

    Noua tehnologie ia naștere pe baza celei vechi, așa că trebuie să fiți capabil să vă identificați ceea ce este deja pe moarte, „depășit”, ce se poate dezvolta, ce soluții tehnice și de ce sunt mai promițătoare și în ce condiții.

    Sunt luate în considerare cele mai importante aptitudini ale unui inginer, cele mai apreciate din lume proiectare și invenție. Acestea sunt două părți ale unui singur proces de creare a lucrurilor. Constructie aduce experiență, cunoștințe, fundalul tehnicii anterioare, se bazează pe știința și practica consacrată. Invenția este calea de ieșire către nou, asigurarea dinamicii dezvoltării tehnologiei.

    Coincidență deplină cu Schema: blocul 3 „Crearea unui sistem nou”, i.e. invenție, inovație,și blocul 4 „Îmbunătățirea Sistemului existent, i.e. constructie folosind experiența, cunoștințele, fundalul tehnicii anterioare.

    Windows 2000. În noul sistem de operare au apărut meniuri personalizate: unelte, pe care îl folosiți mai des, mutați în sus și nu este folosit mult timp și dispar complet din vedere.

    Aplicația Adăugare/Eliminare software tocmai a devenit mult mai bună. Nu oferă doar o listă alfabetică a programelor instalate, ci și raportează informații despre cât de des ați folosit programul și când l-ați accesat ultima dată, arată cantitatea de memorie care va fi eliberată după dezinstalarea programului.

    Un exemplu de schema de evoluție: în Windows 2000, pictogramele instrumentelor neutilizate, dar consumatoare de memorie „mor” dispărând de pe ecran; iar programul raportează și despre candidații cei mai preferați „pentru moarte”, adică. pentru a dezinstala programul.

    Evoluția calculului bazat pe siliciu

    Material din recenzia „Viitorul computerelor – Ce urmează după siliciu?” Massachusetts Institute of Technology (MIT) este luat în considerare în primele 5 secțiuni (blocuri) ale Schemei Universale de Evoluție.

    1. Viabilitatea redusă a calculatoarelor pe bază de siliciu

    În ultimele patru decenii, computerele au prezentat o imagine remarcabilă. Cu o creștere bruscă a vitezei și puterii lor de calcul, aceeași scădere bruscă a prețului. Creșterea exponențială a puterii de calcul prezisă de Gordon Moore în anii 1960 descrie ascensiunea Internetului și boom-ul economic.

    Dar numărul special al „MIT: A Review of Technology” ridică deja întrebarea: ce se va întâmpla după ce tehnologia computerizată modernă, construită pe siliciu, începe să atingă limitele ratei de creștere a acestora? Astăzi există multe motive de a crede că „petrecerea se poate termina”.

    Aceasta din urmă înseamnă identificarea problemei reducerii viabilității tehnologiei informatice construite pe siliciu. Acest lucru exprimă incertitudinea că această tehnologie informatică va supraviețui în viitor.

    2. Idealitatea redusă a tehnologiei computerizate construite pe siliciu

    Paul A. Packan, un cercetător proeminent la Intel, a susținut în Nature (septembrie 1999) că legea lui Moore este în pericol grav. El a identificat trei probleme principale:

  • Utilizarea atomilor de impurități care sunt introduși în siliciu pentru a crește capacitatea acestuia de a conserva regiunile incarcare electrica. Peste o anumită limită, atomii de impurități încep să se „lipească” și să formeze grupuri care sunt inactive din punct de vedere electric. Microcipurile de astăzi sunt foarte aproape de acest maxim.
  • „Porțile” care controlează fluxul de electroni în microcip au devenit atât de mici încât sunt supuse unui efect cuantic nedorit. „Poarta” în cip astăzi este mai mică de 2 nanometri, adică. atât de mici încât permit electronilor să treacă (tunele) prin ele chiar și atunci când sunt închise. Deci mecanica cuantică face ca dispozitivele din siliciu mai mici decât o anumită dimensiune să fie inutile. „Nu este o dificultate obișnuită de producție – ajungem într-o fundătură la un nivel mai fundamental”
  • Când componentele microcipului erau mai mari, fluctuațiile concentrației de impurități introduse au avut un efect redus. Dar acum tranzistorii sunt atât de mici încât pot fi creați în regiuni bogate în impurități sau sărace în impurități, ceea ce le afectează performanța. Și aici inginerii nu au soluții cunoscute.

    Toate acestea înseamnă dezvăluirea idealității reduse a tehnologiei computerizate construite pe siliciu - dezvăluirea unui raport scăzut de funcții utile și dăunătoare ale sistemului. Funcțiile nocive cresc!

    După evaluarea idealității hardware-ului computerului construit pe siliciu, conform Schemei, există 2 modalități de a depăși problemele notate: crearea unui sistem nou și/sau îmbunătățirea unuia existent. Să le explorăm pe amândouă.

    3. Crearea de noi tehnologii informatice

    Este necesar să se creeze un nou sistem dacă un sistem cu funcțiile necesare nu există deloc, sau un sistem existent, în cazul nostru, echipamente informatice construite pe siliciu, nu dispune de resurse de dezvoltare.

    A pune din ce în ce mai multe dispozitive pe un cip înseamnă a crea articole din ce în ce mai mici. Cel mai recent cip din producție are locuri de gravare de aproximativ 180 de nanometri (un nanometru este de 10 -9 metri). Pentru a respecta legea lui Moore, zonele de gravare trebuie reduse la 150 nm în 2001 și la 100 nm în 2005.

    Mulți experți în semiconductori pun la îndoială metodele viabile din punct de vedere comercial de a face tranzistoare de siliciu mai mici de 100 nm. Și chiar dacă producătorii de cipuri le pot face, componentele din siliciu ultra-micron probabil nu vor funcționa. Cu dimensiunile tranzistorului de ordinul a 50 nm, electronii încep să se supună legilor mecanicii cuantice, rătăcind acolo unde nu sunt așteptați deloc.

    Sunt câteva moduri alternative creați un nou sistem:

    Principalul avantaj al unui computer molecular este capacitatea de a plasa mult mai multe circuite pe un microcip decât se poate face pe siliciu și de a o face mult mai ieftin.

    Moleculele au o dimensiune de câțiva nanometri, ceea ce face posibilă crearea unui cip cu miliarde, chiar trilioane de elemente. Dacă ar fi posibil să se conecteze conductori nu număr mare molecule, modul în care componentele electronice separate sunt conectate pentru a forma circuite, un astfel de rezultat ar schimba complet designul computerului. Memoria moleculară ar putea fi de un milion de ori mai densă decât cea mai bună memorie semiconductoare de astăzi, permițând ca toate experiențele vieții să fie stocate într-un dispozitiv de mărimea unui ceas. Un supercomputer ar putea fi suficient de mic și de ieftin pentru a se potrivi în haine. Anxietate că tehnologia calculatoarelorîn curând a lovit peretele, ar fi dispărut.

    Lumea subatomică este plină de elemente care au 2 stări da/nu, ceea ce o face ușor de utilizat. Majoritatea particulelor - electroni, protoni și chiar fotoni efemeri - au mișcare de rotație, spin. Odată ce informația este codificată, lumea subatomică oferă un număr mare de modalități de procesare. Prin manipularea proprietăților magnetice ale mediului din jurul electronilor sau prin trecerea fotonilor prin polarizatoare, oglinzi și prisme, biții cuantici pot fi supuși tuturor operațiunilor care sunt necesare procesării computerizate.

    3.3. calculator biologic

    Oamenii de știință caută modalități de a crea celule care să poată calcula, să aibă gene inteligente, să adauge numere, să stocheze rezultate într-o anumită formă, să măsoare timpul și poate chiar să ruleze programe simple.

    Biocomputer:

  • În primul rând, este excepțional de rentabil. Odată ce o singură celulă poate fi programată, va fi posibilă creșterea lor în miliarde, cu prețul unor soluții nutritive simple și în timpul personalului de laborator.
  • În al doilea rând, poate fi mult mai fiabil decât „sârma de siliciu”; Din acest motiv, creierul nostru supraviețuiește și funcționează cu moartea a milioane de celule, în timp ce Pentium eșuează cu ruperea unui conductor.

    Printre abordările promițătoare se numără „mozaicul ADN inteligent” inventat de Eric Winfree. Acestea sunt blocurile microscopice ale ADN-ului, care nu numai că pot stoca date, dar sunt construite, cu alte cuvinte, programate, pentru a efectua operații matematice combinându-le într-un mod special.

    4. Îmbunătățirea sistemului existent

    Este posibil să se îmbunătățească un sistem existent - hardware de calculator construit pe siliciu - dacă are resurse. Dar, după cum sa menționat, „nu există soluții cunoscute” pentru a depăși problemele fundamentale emergente.

    5. Sisteme de combinare

    Cercetătorii MIT au fost de mult interesați de tehnicile de procesare pe computer care folosesc multe microcalculatoare în loc de unul ultra-rapid. Când procesorul nu mai poate fi redus la scară, singura modalitate, spun cercetătorii, de a obține un calcul rapid este să partajați mai multe computere. O astfel de abordare poate ajuta la depășirea barierei cu care evoluția microprocesoarelor cu siliciu s-ar putea întâlni în curând.

    Mulți cercetători în inteligența artificială cred, de asemenea, că singurul cale posibilă creați o minte cu adevărat mașină - utilizați milioane de microprocesoare conectate între ele, simulând cel mai precis conexiunile neuronilor din creierul uman.

    Este clar că aceasta este o tranziție naturală de la blocul 5 (unificarea multor microprocesoare) la blocul 3 al Schemei (crearea unui nou sistem de microprocesoare) - la urma urmei, la combinare, s-a obținut o nouă calitate a sistemului, a fost obținut un nou sistem de microprocesoare. După ce a îndeplinit Legea completității sistemului, acest nou sistem cu microprocesor începe un nou ciclu de dezvoltare ca unul existent. Acest lucru este arătat de trecerea de la blocul 3 la blocul 4.

    Deci, avem 5 direcții posibile de dezvoltare - în funcție de numărul de tipuri de computere. Care dintre aceste direcții va câștiga va fi decis la nivelurile ierarhiei Pieței generalizate. Selecția va avea loc:

  • la nivel pur tehnic – prin comparaţie tehnic parametrii pentru implementarea funcțiilor utile și dăunătoare ale structurilor, o comparație a capacităților tehnice de creare a supersistemelor computerizate (de exemplu, rețele de comunicații)
  • la nivelul industriei calculatoarelor – prin comparaţie economic indicatori ai creării și utilizării supersistemelor informatice, comparând posibilitățile de integrare a acestora în alte industrii (în producția de diverse industrii, echipamente militare, transporturi, știință, educație, sănătate, cultură, agrement etc.)
  • la nivelul societăţii – prin comparaţie benefice din punct de vedere social indicatori ai opțiunilor „industriilor de calculatoare” (comparând nivelurile de rezistență societală pe care le oferă fiecare „industrie de calculatoare”)

    Un alt exemplu de evoluție a tehnologiei este lansarea unui set de CD-uri Antologia Beatles. Pentru a păstra „sunetul anilor 60” autentic pentru primul CD dublu al acestei serii, a trebuit să restaureze celebrul studio numărul 2 de pe Abbey Road și să achiziționeze console de mixaj vechi de 30 de ani.

    Tehnologia de înregistrare evoluează într-un ritm foarte rapid. studioul numarul 2în formă originală și console de mixare mijlocul anilor 60 „a murit” o moarte naturală.Și dacă nu era nevoie să reproducem sunetul anilor 60, atunci ar fi rămas doar în memorie, în fotografii, în înregistrările acelor ani...

    Teoria controlului

    Ştiinţific teoria modernă managementul ar trebui considerat ca o ramură a teoriei sistemelor asociată cu o schimbare a comportamentului unui anumit sistem complex sub influența influențelor externe. Managementul trebuie privit ca o știință a transformării... în sens fizic, biologic sau chiar social.

    Controlul adaptiv este capacitatea unui sistem de a-și modifica comportamentul pentru a obține cele mai bune rezultate comportamentale posibile. Conform definiției generale a controlului adaptiv, un sistem adaptiv trebuie să fie capabil să implementeze următoarele funcții:

  • să primească informații constante despre starea curentă a sistemului sau a procesului
  • comparați funcționarea curentă a sistemului cu cea dorită sau optimă și luați o decizie privind schimbarea (funcționarea) sistemului pentru a obține o funcționare optimă dată.
  • inițiați o schimbare adecvată pentru a aduce sistemul gestionat la un nivel optim

    Aceste trei principii - identificarea statului, decizia de schimbare și schimbarea în sine - sunt esența oricărui sistem adaptativ. Să ne amintim, cel puțin, activitatea sistemului endocrin al corpului uman. Și după cum puteți vedea, aceste trei principii sunt ideile principale ale Schemei Universale de Evoluție. Toate metodele care sunt folosite pentru a crește funcționalitatea ∑F și/sau a reduce costurile ∑C au aceeași structură.

    Unul dintre primele regulatoare automate din istoria tehnologiei, în care principiul general de funcționare al oricărui regulator automat de acțiune directă- regulator de nivel al apei în cazan (Polzunov, 1765).

    Un regulator automat utilizat pe scară largă este regulatorul centrifugal de turație a arborelui unui motor cu abur (Watt, 1784). Acest regulator are un design diferit - un mecanism centrifugal și o natură diferită a valorii reglementate - viteză unghiulară, Dar exact același principiu general de funcționare al regulatorului cu acțiune directă.

    Unitatea algoritmului de control: senzorul este declanșat dacă parametrul - numărul de rotații ale arborelui de ieșire al motorului cu abur, este în afara limitelor de siguranță. Cu o nepotrivire foarte mare, se emite un semnal pentru corectare - un semnal ajunge la actuator, care schimbă (dinamizează) sistemul astfel încât să revină la o stare sigură. De aici Schema de control automat (algoritmul) coincide cu Schema de evoluție universală (USE). La urma urmei, dispozitivele de control oferă viabilitate sisteme.

    Se dovedește că în momente deosebit de importante din viața sistemelor (în momentul unei creșteri puternice a numărului de rotații ale arborelui), sau în sistemele deosebit de importante (cazan cu abur, aeronave), a fost posibilă automatizarea trecerii de la o stare a sistemului, periculoasă dintr-un punct de vedere, la alta, sigură. Acestea. a reușit să automatizeze evoluția unui TS important în momentul (perioada) importantă a vieții.Și în toate celelalte momente (perioade) ale vieții, inginerul (inventatorul) forțează sistemul să evolueze.

    Dar legile evoluției sunt aceleași, atât pentru regulatorul automat, cât și pentru inventator: găsiți o nepotrivire periculoasă pentru viabilitatea sistemului, existentă sau potențial posibilă și reduceți-o la zero (potriviți sistemul). Regulatorul și inventatorul funcționează după același algoritm!

    ÎN auto-organizare sistem de control numai unul sau altul specific criteriul de performanță a sistemului sau o combinație de criterii pentru diferite condiții externe ale sistemului. Sistemul în sine prin căutare automată folosind operații de calcul sau logice alege o structură(dintre cele posibile de care dispune), la care este îndeplinit criteriul specificat al calităţii întregului sistem. Acest lucru se face prin conectarea și deconectarea diferitelor legături într-o secvență logică. cu fixarea (memorizarea) structurilor mai reușite.

    Sistemul de control în sine caută propria sa structură, ceea ce îl face și mai mult ca unul viu. Și când apare mecanismul de moștenire a structurilor utile și cu atât mai mult ...

    Cu cât se dezvoltă în continuare automatizarea în tehnologie și cunoștințele în biologie, cu atât mai mult analogii ale funcționării sistemelor automate și a organismelor vii, inclusiv sistemele de activitate nervoasă superioară și creierul uman.

    Ei bine, aici, direct analogii biologice iar printre autori au apărut paralele cu tehnologia, ceea ce este destul de firesc. La urma urmei, legile evoluției sunt aceleași!

    Sarcinile de proiectare automată a ACS includ definirea factori structurali. Pentru aceasta, este construit procesul de găsire a structurii optime.

    Dacă structura W a sistemului proiectat poate fi modificată în așa fel încât să fie respectate restricțiile S impuse structurii, atunci sinteza unei astfel de structuri poate fi implementată prin așa-numita metoda evolutivă. Procesul de evoluție a structurii W are loc în etape:

  • sunt generate structuri schimbate(variații aleatorii, adică mutații!)
  • nou structurile sunt evaluate în funcție de criteriul eficacității și apoi are loc selecția, timp în care sunt eliminate structurile cu o valoare mai mare a funcționalului minimizat Q. Se poate aplica și algoritmul selecție probabilistă, la care structura cu o valoare mai mare a criteriului minimizată are mai multe șanse să abandoneze decât structura cu o valoare mai mică a criteriului.

    De asemenea fel evolutia structurii voi depuneți eforturi pentru a selecta structuri cu o valoare mică a criteriului de calitate, printre care se regaseste si o structura optima. Aleatoritatea variațiilor și selecția W oferă scopul procesului de evoluție la soluţia optimă W op. Direcţie optimizare evolutivă se dezvoltă rapid în prezent și a primit numele modelare evolutivă.

    SSE „în plină creștere”: aplicarea mecanismului selecției naturale pentru a gestiona optimizarea structurală.

    După cum a arătat cibernetica, pentru sistemele complexe - fie că este vorba despre o persoană, o întreprindere sau o economie în ansamblu - managementul pe principiul mecanismelor de autoreglare și autodezvoltare este singura șansă de supraviețuire.

    Supraviețuirea este scopul tuturor! Și mecanismul este același pentru orice sistem.

    Procesul de luare a deciziilor

    Iată cel mai complet proces de luare a deciziilor.

    1. Formularea problemei

    2. Formularea criteriilor (aprecierii) deciziei

    3. Determinarea ponderilor criteriilor

    4. Dezvoltarea alternativelor

    5. Analiza alternativelor

    6. Alegerea unei alternative

    7. Introducerea unei alternative

    8. Evaluarea eficacității soluției

    Factorul de decizie selectează unul dintre mai multe probleme care nu poate fi rezolvată acestea. cea care reprezintă cea mai mare amenințare la adresa sistemului. Este clar că criteriul universal pentru evaluarea unei soluții este beneficiul maxim la cost minim - aceasta este idealitatea în înțelegerea TRIZ. Deși pot exista și alte criterii, toate pot fi reduse în cele din urmă la valoarea raportului „beneficiu/cost”.

    Dezvoltarea de soluții alternative nu este altceva decât crearea unei noi soluții, îmbunătățirea uneia existente sau combinarea soluțiilor. Și analiza alternativelor implică evaluarea idealității lor și alegerea celui mai ideal. Cea mai ideală soluție „supraviețuiește” prin implementare, restul sunt eliminate...

    Metode de proiectare

    În ciuda numeroaselor nume și a designului extern diferit, nu este greu de observat aceeași ordine în metodele de proiectare.

    1. Identificarea problemei. Identificarea unei probleme reale sau a unei nevoi de furnizare de informații și formularea (problema) în termeni fundamentali.

    2. Identificarea și descrierea caracteristicilor esențiale ale proiectului solicitat, precum și proprietățile și limitările dezirabile. (Ia) o decizie privind costurile monetare pe baza (cantității) valorii - un preț fix sau cea mai ieftină soluție care îndeplinește o nevoie de bază.

    3. Idei preliminare. Eliberarea memoriei, creșterea numărului de metode de căutare pentru a maximiza numărul de soluții posibile.

    4. Raționalizarea. Lista finaliștilor o serie de solutii posibile. La fiecare soluție sunt adăugate schițe și note de inginerie destul de detaliate.

    5. Analiză. Aplicarea legilor științei pentru a determina forma, dimensiunea și alte caracteristici ale componentelor și pentru a testa validitatea globală a soluțiilor propuse.

    6. Rezolvare. Selectarea celor mai bune soluții posibile dintre alternative.

    În algoritmul de mai sus al metodelor de proiectare, este ușor de observat toți pașii succesivi conform Schemei Universale de Evoluție:

  • atenție la sistem, a cărui rezolvare a problemei nu poate fi amânată și
  • „... o descriere a caracteristicilor esențiale ale designului necesar” în ceea ce privește cea mai ieftină soluție care implementează nevoia principală - idealitatea neambiguă „în stil TRIZ” și
  • apelul atât de familiar pentru „dezinhibarea memoriei” pentru a crește numărul de tehnici de căutare pentru a maximiza numărul de soluții posibile.

    Acest lucru evidențiază realul versatilitate a Schemei de Evoluție propusă - atât M&E, cât și metode non-algoritmice pentru activarea căutării de soluții, iar instrumentele TRIZ se încadrează în aceasta. Și nu este surprinzător - metodele de creare şi transformare a sistemelor trebuie să corespundă în mod necesar evoluţiei naturale a sistemelor.Și așa cum este subliniat în mod constant, - orice. Este clar că ordinea studierii sistemelor ar trebui să coincidă cu evoluția lor naturală. Acesta este momentul să trecem la metoda științifică (la proces) și la știință (la sistem).

    metodă științifică

    1. Identificarea unei probleme în cunoaștere.

    2. Formularea sau reformularea precisă a problemei.

    3. Verificarea (toate) cunoștințelor existente prin căutarea uneia care poate ajuta la rezolvarea problemei.

    4. Selectarea sau inventarea unei ipoteze provizorii care pare promițătoare.

    5. Testarea ipotezei la nivel conceptual...

    Identificarea unei probleme în cunoaștere este o „chemare” despre problema cunoașterii, să zicem, a teoriei. Există un fapt în cunoștințele existente care ajută la rezolvarea problemei problemei fără a schimba teoria - bine, teoria va continua să trăiască. Va exista un fapt, dar va fi nevoie de o mică restructurare a teoriei ținând cont de acest fapt - ei bine, așa va fi. Din nou, teoria continuă.

    Dar se poate întâmpla să nu existe astfel de fapte de ajutor. Apoi, pe setul de fapte existent (și cu adăugarea de fapte ipotetice, presupuse), se construiește o nouă teorie, în care pur și simplu nu există nicio problemă identificată. Noua teorie viata a inceput...

    Așa a intrat în uz științific sistemul heliocentric al lui Copernic, Legea periodică a lui Mendeleev, în general, toate cunoștințele recunoscute de comunitatea științifică. Și tocmai un astfel de algoritm este propus sub forma Schemei Universale a Evoluției.

    In centru metodă științifică- experiment, adică testarea unui model științific nou dezvoltat pentru a explica anomalia. Cel mai timp, rezultatul experimentului este în conflict cu modelul. Prin urmare, este important să facem un pas înapoi la modelul teoretic, să facem un pas mai adânc pentru a pune naturii alte întrebări, mai bune.

    Știința

    Deschiderea începe de la detectarea anomaliilor, acestea. cu înțelegerea că natura a rupt cumva paradigma – așteptarea înrădăcinată care guvernează știința normală.

    Revoluția științifică are loc când o paradigmă o înlocuiește pe alta după perioada de testare a ipotezelor. Procesul este similar cu selecția naturală: o teorie devine cea mai tenace dintre alternativele reale într-o anumită situație istorică.

    Rezultat un număr de astfel de selecții revoluționare - un set de instrumente perfect adaptat, pe care le numim cunoaștere științifică modernă. Si tot procesîn întregime, se pare face ceea ce credem că face evoluția biologică- fara a formula un scop - în mod constant (da naștere la) adevăr științific, căci în fiecare etapă a dezvoltării cunoștințelor științifice există (întotdeauna) un exemplar mai bun.

    Biologii, fizicienii, cosmologii și alții se referă direct la modele, principii și legile optimității preluate direct din teoriile controlului optim, biologieși alte teorii și discipline, interpretând mărimile corespunzătoare în felul lor. La urma urmei, comunitatea este importantă, unitatea legilor sistemelor dinamice complexe!

    A apărut sinergetica generală - o sinteză de idei din biologie, sociologie, termodinamică de neechilibru, sinergetică fizică, teorie generală sisteme, cibernetică, informatică și alte discipline și teorii. Este încă prea devreme să vorbim despre aspect teoria unificată a auto-organizării. Se poate afirma doar existența diferitelor concepte de autoorganizare în diferite discipline și la intersecțiile acestora.

    De ce să nu presupunem că Schema Universală a Evoluției poate ajuta la generalizarea cunoștințelor și experienței din atâtea ramuri ale cunoașterii?

    Cea mai înaltă formă de autoorganizare este caracteristică sistemelor care se îmbunătățesc singure pe baza inovațiilor și evoluează în timp. Ea poate fi luată în considerare optimizarea proprietății de adaptabilitate. Progresul (și regresia) în societate este o varietate, un fel specializat de evoluție adaptativă. Pentru sistemele inteligente, se poate stabili un tip mixt de auto-organizare. sens general, forma de manifestare și scopul funcțional al unei astfel de autoorganizari este maximizarea viabilității acestor sisteme minimizând în același timp energia, mijloacele, timpul de acțiuni etc.

    Ei bine, și de ce nu este aceasta o declarație a Legii de creștere a viabilității sistemului și nu o indicație a mecanismului de acțiune al acestuia sub forma unei cerințe de minimizare a consumului de resurse? În mod clar, știm mai multe, deoarece TRIZ arată calea de a crește viabilitatea sistemului prin creșterea idealității sistemului, ce se poate realiza, nu numai prin reducerea numitorului (funcții scumpe și nocive).

    Cultura, arta

    Fiecare cultură este concepută de Spengler ca un întreg organism - complet analog cu biologia. Fiecare cultură trece prin etape - nașterea (copilăria), formarea (tinerețea), prosperitatea (maturitatea), declinul (bătrânețea) și, în cele din urmă, moartea complet inevitabilă.

    Spengler numește ultima etapă pe moarte a fiecărei culturi „civilizație”. Simptomele civilizației: dominația și supraabundența tehnologiei, înlocuirea artelor prin meșteșuguri și inginerie, creativitatea prin design rațional, organic - artificial, subjugarea naturii, urbanism, război. Alternarea stadiilor de dezvoltare și, prin urmare, dispariția finală, are loc exact cu aceeași regularitate care guvernează toate organismele vii, absolut obiectiv și dincolo de controlul naturii umane, ca orice lege a naturii.

    Ei bine, ce se mai poate spune pentru a confirma obiectivitatea legilor evoluției pentru întreaga ierarhie a nivelurilor „Natura – Societate – Producție – Tehnologie”?

    Am descoperit că cel mai dificil lucru este practica zilnică a teatrului. De câteva ori pe lună stau cu actorii și trec în revistă munca lor. Performanța poate trece de o sută – o sută cincizeci de ori, încă o analizez. Pentru că teatrul este distrus în fiecare secundă!Și trebuie să colectați totul din nou, să faceți comentarii, să scrieți totul și să nu muriți în același timp.

    Teatru din punctul de vedere al Schemei Universale a Evoluției: teatrul moare în fiecare secundă! Prin urmare, pentru a supraviețui, este necesar să identificăm neajunsurile, și schimbarea, schimbarea, schimbarea.

    Să revenim la The Beatles Anthology. Acesta este un set de 3 CD-uri duble care conțin înregistrări nelansate anterior ale Beatles, incl. au respins duplicate ale cântecelor celebre, versiuni draft, schițe...

    Un exemplu de Schema de Evoluție: preluări respinse, schițe și schițe sunt exemple „moarte” de creativitate. S-au dovedit a fi mai puțin perfecte, mai puțin ideale, din punct de vedere poetic sau muzical, din punct de vedere al nivelului de înregistrare a sunetului.

    Mituri, religie

    După cum a observat antropologul Joseph Campbell, mitul servește la explicarea lumii exterioare, servește drept fir călăuzitor pentru individual dezvoltare, indică direcții către societateși dă țintire întrebărilor spirituale. Miturile combină ceea ce știu oamenii cu ceea ce speră și tânjesc într-un fel de foaie de parcurs pe care oamenii o urmează ori de câte ori trebuie să facă o alegere în viață.

    Mitul este una dintre modalitățile de a crea încredere, individuală sau socială, de a ajuta la supraviețuire.

    Dar atunci când mitul nu oferă, chiar dacă este o explicație ciudată, a împrejurimilor, încetează să mai fie un ghid și să indică direcții, devine inutil și, poate, chiar periculos. Miturile, devenind inutile sau înșelătoare, s-au retras imperceptibil în fundal și au dispărut.În America Centrală, găsești acum zeci de temple Maya abandonate, în Peru - ruinele a mii de monumente ridicate de incași, în Țara Galilor există piramide făcute din pietre de celți, în Kampuchea - statui khmer, în Irak - ziguratele sumeriene, pe Insula Paștelui - capete gigantice de piatră. Toate acestea sunt martori tăcuți ai miturilor cândva înfloritoare care a dispărut fie pentru că a început să inducă în eroare oamenii, sau pentru că în mediul lor au apărut mituri mai viabile si cultura.

    Sistemul, devenind inutil sau, mai mult, periculos - dispare! Acest lucru se aplică oricăror sisteme - tehnic, industrial, social, natural. Mitul ca sistem de idei, deși nu foarte reale, este de asemenea supus legilor inexorabile ale evoluției.

    Arnold Toynbee a pus dezvoltarea multiplicității lumilor culturale și a unității lor structurale interne pe o bază strict științifică, a completat ideea unei crize indubitabile a „civilizației creștinismului occidental” cu ideea că un final trist poate fi evitat, de exemplu, „unitatea în spirit” prin inițierea la religia ecumenica.

    Chiar dacă aceasta este o iluzie, pare să fie una dintre cele vitale. Iluziile nu sunt mai puțin necesare pentru creșterea și supraviețuirea omului, decât o viziune clară şi nemiloasă.

    Mitul, ca și cunoașterea exactă, elimină o anumită incertitudine în înțelegerea lumii înconjurătoare. O persoană, colectiv sau societate în ansamblu nu poate trăi într-o stare de incertitudine, insinuări, de ex. mitul ajută să nu vă faceți griji, așa că ajută cu adevărat să supraviețuiți!

    Acțiunea miturilor poate fi atât salvatoare, cât și distructivă. Ei se unesc, dau putere pentru a supraviețui în încercări, speră să atingă obiective, împlinirea dorințelor. Mitul este experiența originală a omului în lume. Scopul mitului „elimină incertitudinea,închideți găurile în imaginea universului, explica- prin urmare înfrânează - fricile noastre, pe care mintea nu le poate înfrâna".

    Acestea. mitul este un instrument de supraviețuire, durabilitate, stabilitate. Dar fiecare instrument se naște, se dezvoltă și uneori moare.

    Formularea principiului etic principal necesar pentru asigura viitorul omului religiile spun aproape textual același lucru. Iată cum principalele religii ale lumii formulează principiul etic principal:

    Budism: „Nu face rău altora, așa cum nu vrei să fii rănit”.

    Zoroastrismul: „Natura este bună doar atunci când nu face altuia ceea ce nu este bine pentru ea”.

    Hinduism: „Esența oricărei virtuți este să-i tratezi pe ceilalți așa cum ai vrea să fii tratat.”

    Iudaismul: "Nu face aproapelui tău ceea ce este rău pentru tine. Aceasta este toată legea, totul este comentariu la ea."

    Confucianismul: „Maximul bunăvoinței este să nu faci altora ceea ce nu îți dorești pentru tine”.

    Creștinismul: „Fă unui om la fel cum vrei să-ți facă ție”.

    Vedem că nucleul tuturor religiilor lumii, și anume religiile, și nu cultele și sectele, este unul și același. Acest aprobarea acelor principii etice care sunt necesare unei persoane pentru a-și asigura viitorul. Orice altceva este formarea anumitor mituri religioase, cutare sau cutare filozofie: stratificarea istoriei, impactul civilizațiilor venite din timpurile prereligioase.

    Totul vizează creșterea stabilității societății, supraviețuirea acesteia.

    Declinul rolului (și prestigiului) religiei în viața aproape tuturor națiunilor creștine a devenit aproape o axiomă. Dar o încercare de a înțelege adevăratele cauze ale acestui fenomen, necesitatea de a moderniza doctrinele individuale și, cel mai important, natura activităților care răspund nevoilor. lumea spirituală omul modern este specific doar anumitor grupuri de lideri ai Bisericii Catolice, conduse de însuși Papa Ioan Paul al II-lea.

    Biserică ortodoxă, Din păcate, este foarte dogmatic și arhaic. Ea răspunde slab nevoilor spirituale în schimbare ale oamenilorși din acest motiv, deschide spațiu pentru activitățile diferitelor secte și indivizi care speculează direct asupra nevoilor spirituale ale oamenilor.

    Schema evoluției și religiei: dinamism scăzut al doctrinelor → creșterea dezacordului cu nevoile spirituale scăderea idealității (creșterea activității sectei) → scăderea vitalității (scăderea rolului religiei în viața oamenilor).

    Metode creative de rezolvare a problemelor

    Este interesant de comparat SSE propus și recomandările lui G.Mageramov De principii generale construirea unui algoritm pentru procesul creativ. La urma urmei, SSE reprezintă abordarea cea mai generală și universală a transformării sistemelor.

    O mică digresiune eretică. Odată cu adoptarea ESS, procesul de transformare a sistemelor încetează să fie creativ! Până la urmă, știm dinainte, deși nu în detaliu, dar știm ce așteaptă sistemul căruia ne adresăm.

    Potrivit lui G.Mageramov, primul principiu al creării unui algoritm: colectarea matricei de informații necesare. Cu cât această matrice este mai mare și cu cât informațiile conținute în ea sunt mai diverse, cu atât cercetarea poate fi mai fundamentală și cu atât algoritmul rezultat va fi mai eficient.

    Ei bine, iată satisfacția deplină a principiului. Schema de evoluție se bazează pe:

  • analiza materialelor pe TRIZ-ZRTS;
  • prelucrarea fondului de informații colectat și organizat sub forma unui dosar, pe teme științifice, tehnice, economice, politice, pedagogice, filozofice și de altă natură;
  • experiență de utilizare a TRIZ-ZRTS pentru studierea și îmbunătățirea sistemelor tehnice și non-tehnice (organizarea producției, structuri de management, pedagogie, securitatea informațiilor).

    Conform celui de-al doilea și al treilea principiu al lui G.Mageramov: diferențierea matricei de informații și determinarea factorului caracteristic exista o diferenta interesanta. De când a fost creat universal Schema de evoluție apoi produsă „integrarea” informațiilor, sunt relevate cele mai comune caracteristici ale dezvoltării inerente tuturor sistemelor fără excepție. Aceasta nu este o confruntare între cele două abordări, ci o complementaritate a acestora. Se dovedește că lucrul pe operatorul de sistem:

  • G.Mageramov intră în subsistem, luând în considerare modalități și detalii specifice de transformare a sistemelor;
  • A.Zakharov merge la supersistem, luând în considerare cele mai generale legi ale transformării sistemului.

    Conform celui de-al patrulea principiu: identificarea şi formalizarea structurii procesului creativ- meci complet. Schema Universală a Evoluției are:

  • consistență internă - succesiunea blocurilor formează mai multe contururi, alcătuite din lanțuri cauză-efect
  • completitudine - setul de blocuri este suficient pentru a reprezenta întregul ciclu de îmbunătățire a sistemelor
  • universalitate - succesiunea blocurilor reflectă evoluția oricăror sisteme (obiecte) ale Naturii.

    Al cincilea și al șaselea principiu: furnizarea de informații despre instrumente și exemple de aplicațiide asemenea implementate. Se oferă o descriere detaliată a SSE (clarificarea semnificației și completarea etapelor de transformare a sistemului), iar ca exemple de utilizare a SSE au fost efectuate următoarele lucrări:

    1. Schema universală și evoluția sistemelor de niveluri „Natura – Societate – Producție – Tehnica”.

    2. Schema universală a evoluției sistemelor și metode non-algoritmice pentru activarea gândirii creative.

    3. Schema de evoluție a sistemului universal și instrumentele TRIZ:

  • Tabel de selecție a tehnicilor de rezolvare a contradicțiilor tehnice
  • Sistem de standarde pentru rezolvarea problemelor inventive
  • Algoritm pentru rezolvarea problemelor inventive
  • Lanț de contradicții AP→?→?→TP→FP

    4. Schema universală de evoluție și dezvoltare a sistemului de cunoaștere - științe, teorii, paradigme.

    5. Schema Universală a Evoluției și Legea creșterii conductibilității în TS.

    6. Schema Universală de Evoluție ca instrument pentru îmbunătățirea existente și crearea de noi instrumente TRIZ.

    Principalele etape ale procesului creativ de rezolvare a problemelor .

    1. Analiză mediu inconjurator. A fi capabil să recunoască problema și oportunitatea este vital pentru succes. Recunoasterea problemei.

    2. Identificarea (identificarea) problemelor. Rezultatul acestei etape este un set de criterii de decizie pentru evaluarea diferitelor opțiuni. Acceptarea ipotezelor.

    3.Generarea de alternative. Generarea de alternative include listarea opțiunilor cunoscute (act rațional) și generarea de opțiuni suplimentare (acte raționale și intuitive).

    4. Alegerea alternativelor. Evaluarea sistematică a alternativelor în raport cu criteriile stabilite anterior.

    5. Implementarea. Calculul detaliilor, prognoza și depășirea obstacolelor.

    Vezi comentariul la secțiunea „Metode de proiectare”: conținutul punctelor aici și acolo coincide aproape textual. Aici și identificarea problemei și stabilirea criteriilor de acceptabilitate a soluției și generarea de soluții alternative și alegerea alternativelor - soluția cea mai potrivită. Și din nou subliniem - nu poate fi altul, aceasta este o reflecție universalitatea evoluției sistemelor!

    Michael Levene, fostul președinte al lanțului hotelier Days Inn: „Creativitatea este esențială pentru a supraviețui în mediul actual. Inovația este cheia supraviețuirii”.

  • Apariția adaptărilor ca urmare a selecției naturale

    Adaptările sunt proprietățile și caracteristicile organismelor care asigură adaptarea la mediul în care trăiesc aceste organisme. Adaptarea se mai numește și proces de adaptare. Mai sus, ne-am uitat la modul în care apar unele adaptări ca urmare a selecției naturale. Populațiile de molii mesteacănului s-au adaptat la condițiile externe modificate datorită acumulării de mutații de culoare închisă. În populațiile umane care locuiesc în zonele cu malarie, adaptarea a apărut ca urmare a răspândirii mutației celulelor falciforme. În ambele cazuri, adaptarea se realizează prin acțiunea selecției naturale.

    În acest caz, materialul pentru selecție este variabilitate ereditară acumulate în populaţii. Deoarece populații diferite diferă între ele în setul de mutații acumulate, ele se adaptează diferit la aceiași factori de mediu. Astfel, populațiile africane s-au adaptat la viața în zonele predispuse la malarie prin acumularea de mutații ale anemiei falciforme. HbS, iar în populațiile care locuiesc în Asia de Sud-Est, rezistența la malarie s-a format pe baza acumulării unui număr de alte mutații, care în starea homozigotă provoacă și boli de sânge, iar în starea heterozigotă - oferă protecție împotriva malariei.

    Aceste exemple ilustrează rolul selecției naturale în modelarea adaptărilor. Cu toate acestea, trebuie să se înțeleagă clar că acestea sunt cazuri speciale de adaptări relativ simple care apar din cauza reproducerii selective a purtătorilor de mutații unice „benefice”. Este puțin probabil ca majoritatea adaptărilor să fi apărut în acest fel.

    Colorare protectoare, de avertizare si imitativa. Luați în considerare, de exemplu, adaptări atât de răspândite, cum ar fi patronizarea, avertismentul și colorarea imitativă (mimetism).
    Colorare protectoare permite animalelor să devină invizibile, contopindu-se cu substratul. Unele insecte sunt izbitor de asemănătoare cu frunzele copacilor pe care trăiesc, altele seamănă cu crengi uscate sau spini de pe trunchiurile copacilor. Aceste adaptări morfologice sunt completate de adaptări comportamentale. Insectele aleg să ascundă exact acele locuri unde sunt mai puțin vizibile.

    Insectele necomestibile și animalele otrăvitoare - șerpi și broaște, au o lumină strălucitoare, colorare de avertizare. Un prădător, odată confruntat cu un astfel de animal, asociază mult timp acest tip de colorare cu pericolul. Acesta este folosit de unele animale neotrăvitoare. Ele dobândesc o asemănare izbitoare cu cele otrăvitoare și reduc astfel pericolul de la prădători. Deja imită culoarea viperei, musca imită albina. Acest fenomen se numește mimetism.

    Cum au apărut toate aceste dispozitive uimitoare? Este puțin probabil ca o singură mutație să ofere o corespondență atât de precisă între o aripă de insectă și o frunză vie, între o muscă și o albină. Este incredibil că o singură mutație ar face ca o insectă colorată favorizant să se ascundă exact pe frunzele cu care arată. Evident, astfel de adaptări precum colorarea și mimica protectoare și de avertizare au apărut prin selectarea treptată a tuturor acelor mici abateri ale formei corpului, în distribuția anumitor pigmenți, în comportamentul înnăscut care a existat în populațiile strămoșilor acestor animale. Una dintre cele mai importante caracteristici ale selecției naturale este ea cumulativ- capacitatea sa de a acumula și spori aceste abateri într-un număr de generații, adunând modificări ale genelor individuale și ale sistemelor organismelor controlate de acestea.

    Cea mai interesantă și dificilă problemă o reprezintă etapele inițiale ale apariției adaptărilor. Este clar ce avantaje oferă asemănarea aproape perfectă a unei mantis rugătoare cu o ramură uscată. Dar ce avantaje putea avea strămoșul său îndepărtat, care semăna doar cu o crenguță? Sunt prădătorii atât de proști încât pot fi păcăliți atât de ușor? Nu, prădătorii nu sunt deloc proști, iar selecția naturală din generație în generație îi „învață” să recunoască din ce în ce mai bine trucurile prăzii lor. Chiar și asemănarea perfectă a unei mantis rugătoare moderne cu un nod nu îi oferă o garanție de 100% că nicio pasăre nu-l va observa vreodată. Cu toate acestea, șansele sale de a evita un prădător sunt mai mari decât cele ale unei insecte cu o colorație protectoare mai puțin perfectă. La fel, strămoșul său îndepărtat, care arată doar puțin ca un nod, a avut șanse ceva mai mari de viață decât ruda lui care nu arăta deloc ca un nod. Desigur, pasărea care stă lângă el îl va observa cu ușurință într-o zi senină. Dar dacă ziua este ceață, dacă pasărea nu stă în apropiere, ci zboară și decide să nu piardă timpul cu ceea ce poate fi o mantis rugătoare sau poate fi o crenguță, atunci asemănarea minimă salvează viața purtătorului acestei asemănări abia vizibile. Descendenții săi care moștenesc această asemănare minimă vor fi mai numeroși. Ponderea lor în populație va crește. Acest lucru va îngreuna viața păsărilor. Printre ei, cei care vor recunoaște mai precis prada camuflata vor avea mai mult succes. Intră în joc același principiu al Reginei Roșii, despre care am discutat în paragraful despre lupta pentru existență. Pentru a menține avantajul în lupta pentru viață, obținut printr-o asemănare minimă, specia pradă trebuie să se schimbe.

    Selecția naturală preia toate acele modificări minuscule care cresc asemănarea de culoare și formă cu substratul, asemănarea dintre speciile comestibile și speciile necomestibile pe care le imită. Trebuie avut în vedere faptul că diferitele tipuri de prădători folosesc metode diferite de a găsi prada. Unii sunt atenți la formă, alții la culoare, unii au viziunea culorilor, alții nu. Deci selecția naturală sporește automat, pe cât posibil, asemănarea dintre imitator și model și duce la acele adaptări uimitoare pe care le vedem în natură.

    Apariția unor adaptări complexe. Multe adaptări apar ca dispozitive elaborate și planificate intenționat. Cum ar fi putut apărea o structură atât de complexă precum ochiul uman prin selecția naturală a mutațiilor care apar aleatoriu?

    Oamenii de știință sugerează că evoluția ochiului a început cu grupuri mici de celule sensibile la lumină de pe suprafața corpului strămoșilor noștri foarte îndepărtați, care au trăit acum aproximativ 550 de milioane de ani. Capacitatea de a distinge între lumină și întuneric a fost cu siguranță utilă pentru ei, crescându-le șansele de viață în comparație cu rudele lor complet oarbe. O curbură accidentală a suprafeței „vizuale” a îmbunătățit vederea, ceea ce a făcut posibilă determinarea direcției către sursa de lumină. A apărut un ocular. Mutațiile care apar recent ar putea duce la îngustarea și lărgirea deschiderii cupei optice. Îngustarea a îmbunătățit treptat vederea - lumina a început să treacă printr-o deschidere îngustă. După cum puteți vedea, fiecare pas a crescut fitness-ul acelor indivizi care s-au schimbat în direcția „corectă”. Celulele sensibile la lumină au format retina. De-a lungul timpului, în partea din față a globului ocular s-a format o lentilă, care acționează ca o lentilă. A apărut, aparent, ca o structură transparentă cu două straturi umplută cu lichid.

    Oamenii de știință au încercat să simuleze acest proces pe un computer. Ei au arătat că un ochi precum ochiul compus al scoicii ar fi putut evolua dintr-un strat de celule fotosensibile cu o selecție relativ ușoară în doar 364.000 de generații. Cu alte cuvinte, animalele care schimbă generațiile în fiecare an ar putea forma un ochi complet dezvoltat și perfect din punct de vedere optic în mai puțin de jumătate de milion de ani. Aceasta este o perioadă foarte scurtă de evoluție, având în vedere că varsta medie specia din moluște are câteva milioane de ani.

    Toate presupusele etape ale evoluției ochiului uman pot fi găsite printre animalele vii. Evoluția ochiului a urmat căi diferite în tipuri diferite animalelor. Prin selecția naturală, mulți diferite forme ochi, iar ochiul uman este doar unul dintre ei și nu cel mai perfect

    Dacă luăm în considerare cu atenție construcția ochiului omului și al altor vertebrate, vom găsi o serie de inconsecvențe ciudate. Când lumina pătrunde în ochiul uman, trece prin cristalin și pe celulele sensibile la lumină din retină. Lumina trebuie să călătorească printr-o rețea densă de capilare și neuroni pentru a ajunge la stratul fotoreceptor. În mod surprinzător, dar terminațiile nervoase se apropie de celulele fotosensibile nu din spate, ci din față! Mai mult, terminațiile nervoase sunt colectate în nervul optic, care se extinde din centrul retinei și creează astfel un punct orb. Pentru a compensa umbrirea fotoreceptorilor de către neuroni și capilare și pentru a scăpa de punctul oarbă, ochiul nostru se mișcă constant, trimițând o serie de proiecții diferite ale aceleiași imagini către creier. Creierul nostru efectuează operații complexe, adăugând aceste imagini, scăzând umbrele și calculând imaginea reală. Toate aceste dificultăți ar putea fi evitate dacă terminațiile nervoase s-ar apropia de neuroni nu din față, ci din spate, ca, de exemplu, la o caracatiță.

    Însăși imperfecțiunea ochiului de vertebrate pune în lumină mecanismele evoluției prin selecție naturală. Am spus deja de mai multe ori că selecția funcționează întotdeauna „aici și acum”. Sortează prin diferitele variații ale structurilor deja existente, selectând și adunând cele mai bune dintre ele: cele mai bune dintre „aici și acum”, indiferent de ceea ce ar putea deveni aceste structuri în viitorul îndepărtat. Prin urmare, cheia pentru a explica atât perfecțiunile, cât și imperfecțiunile structurilor moderne ar trebui căutată în trecut. Oamenii de știință cred că toate vertebratele moderne provin din animale precum lanceta. În lancetă, neuronii sensibili la lumină sunt localizați la capătul anterior al tubului neural. În fața lor se află celule nervoase și pigmentare care acoperă fotoreceptorii de lumina care intră din față. Lanceta primește semnale luminoase care vin de pe părțile laterale ale corpului său transparent. Se poate presupune că strămoșul comun al ochiului de vertebrate a fost aranjat într-un mod similar. Apoi, această structură plată a început să se transforme într-o cupă pentru ochi. Partea anterioară a tubului neural ieșea spre interior, iar deasupra acestora apăreau neuronii care se aflau în fața celulelor receptore. Dezvoltarea ochiului în embrionii vertebratelor moderne, într-un anumit sens, reproduce secvența evenimentelor care au avut loc în trecutul îndepărtat.

    Evoluția nu creează noi construcții „de la zero”, ea schimbă (se schimbă adesea de nerecunoscut) construcții vechi, astfel încât fiecare etapă a acestor schimbări este adaptativă. Orice modificare ar trebui să mărească fitness-ul operatorilor săi, sau cel puțin să nu o reducă. Această caracteristică a evoluției duce la îmbunătățirea constantă a diferitelor structuri. Este, de asemenea, cauza imperfecțiunii multor adaptări, inconsecvențe ciudate în structura organismelor vii.

    Trebuie amintit însă că toate adaptările, oricât de perfecte ar fi, sunt relative. Este clar că dezvoltarea capacității de a zbura nu este foarte bine combinată cu capacitatea de a alerga rapid. Prin urmare, păsările care au cea mai bună capacitate de a zbura sunt alergători săraci. Dimpotrivă, struții, care nu sunt capabili să zboare, aleargă foarte bine. Adaptarea la anumite condiții poate fi inutilă sau chiar dăunătoare atunci când apar condiții noi. Cu toate acestea, condițiile de viață se schimbă constant și uneori foarte dramatic. În aceste cazuri, adaptările acumulate anterior pot împiedica formarea altora noi, ceea ce poate duce la dispariția unor grupuri mari de organisme, așa cum s-a întâmplat cu mai bine de 60-70 de milioane de ani în urmă cu dinozaurii cândva foarte numeroși și diverși.

    1. Precizați fenomenul - un exemplu de deghizare.

      colorarea gărgărițelor și a gândacilor de Colorado

      colorare cerb sika și tigru

      pete pe aripile fluturilor, asemănătoare cu ochii vertebratelor

      asemănarea culorii fluturelui pielida cu culoarea fluturelui heliconid necomestibil

    2. O adaptare care contribuie la transferul advers factori abiotici natură, -

      modificarea frunzelor arpaciului în spini

      rădăcină lungă de spin de cămilă

      cântarea păsărilor masculi

      culoarea strălucitoare a penajului masculilor la fazani, rațe și găini

    3. Organele omoloage la animale sunt

      gandaci si membre de broasca

      aripi de pasăre și fluture

      labe de tigru și cârtiță

      membrele anterioare ale unei alunițe și ale unui urs

    4. Forma de tranziție între reptile și păsări au fost:

      Archaeopteryx

      hoatzins

      străini

      pterodactele

    5. Organele similare din plante sunt:

      rădăcină și rizom

      rădăcină și rădăcină

      frunză și sepal

      stamine și pistil

    6. Stabilirea formelor de tranziție între cele mai vechi și moderne grupuri de organisme este... dovada evoluției.

      biogeografice

      paleontologic

      anatomică comparativă

      embriologice

    7. Relația filogenetică a organismelor se referă la ... dovezi ale evoluției.

      embriologice

      anatomică comparativă

      paleontologic

      molecular

    8. Asemănările și diferențele dintre faunele și florele diferitelor continente sunt considerate ... dovezi ale evoluției.

      embriologice

      anatomică comparativă

      paleontologic

      biogeografice

    9. Afirmația că „aptitudinea organismelor este o manifestare a oportunității originare, conform planului Creatorului”, aparține

      K. Beru

      Ch. Darwin

      J.-B. Lamarck

      K. Linné

    10. Adaptabilitatea plantelor la polenizarea vântului se caracterizează prin

      prezența filamentelor scurte

      prezența polenului uscat

      prezența unor corole strălucitoare de flori

      înflorind noaptea

    11. Un exemplu de adaptabilitate a plantelor la schimbările sezoniere ale naturii este:

      modificarea frunzelor de cactus

      căderea frunzelor

      prezența unei corole strălucitoare și a unui nectar

      formarea fructelor suculente

    12. În procesul de evoluție, amfibienii temperat au dezvoltat o adaptare pentru a îndura condițiile de mediu nefavorabile - aceasta

    1) animație suspendată

      depozitarea alimentelor

      decolorare

      migrație către regiuni calde

    13. Un exemplu de mimetism este

      asemănarea formei corpului unui rechin și al unui delfin

      colorarea albinelor și bondarilor

      asemănarea formei corpului și a colorării muștei și viespei

      culoarea verde a omidei alb de varză

    14. Fluturii de noapte colectează nectarul din florile ușoare, clar vizibile noaptea, dar adesea zboară în foc și mor. Este dovada... amenajărilor.

      absolutitatea

      ineficienta

      relativitatea

      universalitate

      serie filogenetică

    16. Rudimentul la om este:

    1) anexa

      linia groasă a părului

      polimamelon

      coadă

    17. Educația nu este aromorfoză

      două cercuri de circulație a sângelui la amfibieni

      coloana vertebrală în cordate

      inima cu trei camere la amfibieni

      trunchiul de elefant

    18. Idioadaptarea este pierderea

      rădăcini de dodder

      frunze de cactus

      tulpina și frunzele rafflesia

      clorofila in rapita cu matura

    19. Prezența diferitelor tipuri de semnale luminoase la diferite tipuri de licurici este un exemplu de... izolare.

      geografice

      Mecanic

      ecologice
      4) etologic

    20. Hibrizii de cal și măgar (catâr), măgar și armăsar (hinny), beluga și sterlet (Bester) sunt sterpi - acesta este un exemplu de... izolare.

      genetic

      geografice

      mecanic

      ecologice

    Exemplu

    calea evolutiei

    1) aromorfoza

    B) formarea unei cozi prensile la maimute

    2) idioadaptare

    B) aspectul unui acord

    3) degenerare

    D) aspectul clorofilei

    D) transformarea frunzelor în spini într-un cactus

    E) pierderea frunzelor, rădăcinilor de linge de rață

      Stabiliți o corespondență între criteriile speciei și caracteristicile vogtailului alb

    Vizualizare criteriu

    A) se hrănește cu insecte și viermi

    1) morfologic

    B) aripi ascuțite

    2) ecologic

    B) pene de cârmă 12

    D) de obicei se așează lângă apă

    D) o pasăre mică și zveltă

    E) coadă lungă

      Stabiliți succesiunea de apariție a grupurilor de animale enumerate

      necranienă

      peşte

      reptile

      păsări

      amfibieni

      crustacee

    1) Ca urmare a acțiunii selecției naturale, se păstrează indivizii cu trăsături utile pentru prosperitatea lor. 2) La speciile care trăiesc în mod deschis și pot fi accesibile inamicilor, se dezvoltă camuflajul, făcând organismele mai puțin vizibile pe fundalul zonei înconjurătoare, de exemplu, lăcustă, cocoș de cocoș, cocoș de alun, lagoi, etc. 3) Omizile unor fluturi seamănă cu noduri în forma și culoarea corpului - acesta este un exemplu de culoare de avertizare. 4) Mimetism - imitarea organismelor neprotejate dintr-o specie de către altele mai protejate din altă specie, de exemplu, șerpii neotrăvitori și insectele imită pe cele otrăvitoare. 5) Toate adaptările sunt absolute și ajută organismul să supraviețuiască în condiții specifice.

    Ornitorincul este un animal de apă bizar de mărime medie (până la 65 cm) cu o coadă asemănătoare castorului și un cioc de rață. Între degetele de la labe ale membranei, pe picioarele posterioare „pinteni” cu glande otrăvitoare. Ornitorincul se hrănește cu mici animale acvatice, în principal insecte. Pe malurile abrupte ale râurilor australiene, el sapă gropi lungi, de până la 6 m. Femela își construiește un cuib în această gaură, în care depune 2-4 ouă într-o membrană moale în formă de corn.

      Care sunt principalele aromorfoze care au apărut la păsări în procesul de evoluție? Explicați răspunsul.

    TEST

    Despre biologie pe tema: „Mecanisme de evoluție”

      opțiune.

    Alege un singur răspuns:

    1. Numiți fenomenul – un exemplu de mimetism.

      culoare verde lăcustă

      hoverfly este asemănător ca formă și culoare cu o albină

      culoarea spatelui unui hamster obișnuit este similară cu culoarea ierbii ars

      asemănarea dintre ochii cefalopodelor și mamiferelor

    2. Ce nu este adaptarea la condițiile de mediu?

      natalitate ridicată

      mortalitate ridicată

      mimetism

      colorare de avertizare

    3. Un organ omolog coccisului uman -

      copita

      aripă

      flipper

      coadă

    4. Forma de tranziție între amfibieni și reptile au fost:

      dinozauri

      șopârle cu dinți de animale

      pește cu aripioare lobe

      stegocefalieni

    5. Organe similare la animale sunt membrele aluniței și

    1) urși

    2) câini

    3) rațe

    4) șopârle

    6. Disponibilitate diverse grupuri organisme ale organelor omoloage și similare sunt clasificate ca... dovezi ale evoluției.

      embriologice

      anatomică comparativă

      paleontologic

      molecular

    7. Prezența rudimentelor și atavismelor în diferite grupuri de organisme se referă la ... dovezi ale evoluției.

      embriologice

      anatomică comparativă

      paleontologic

      molecular

    8. Existența formelor de tranziție (de exemplu, pești cu aripioare lobe, ferigi de semințe) se referă la ... dovezi ale evoluției.

      embriologice

      anatomică comparativă

      paleontologic

      molecular

    9. Afirmația că organismele au o capacitate înnăscută de a se schimba sub influența mediului extern aparține

      K. Beru

      Ch. Darwin

      J.-B. Lamarck

      K. Linné

    10. Un exemplu de adaptabilitate a animalelor la schimbările sezoniere ale naturii este

      animație suspendată a amfibienilor

      mișcarea acoperirii branhiale de biban

      activitatea nocturnă a aricilor

    4) căutarea pradă de către lupi

    11. Lungfish au dezvoltat o adaptare la

    1) protecție împotriva prădătorilor

      modificarea duratei zilei

      modificarea temperaturii ambiante

      suportând seceta sezonieră

    12. Ce fel de adaptare la condițiile de mediu s-a format la păsările de apă în procesul de evoluție?

      Gât lung

      membrana de înot

      acoperire cu pene

      capacitatea de a zbura

    13. Dovezile anatomice comparative ale evoluției includ

      organe omoloage și similare

      structura celulară a organismelor vii

      asemănarea embrionilor de vertebrate

      serie filogenetică

    14. Culoarea verde a unei lăcuste, omizi fluture este un exemplu

      deghizare

      mimetism

      colorare patronatoare

      colorare de avertizare

    15. Dovezile paleontologice ale evoluției includ:

      organe omoloage și similare

      structura celulară a organismelor vii

      asemănarea embrionilor de vertebrate

      serie filogenetică

    16. Șerpii otrăvitori sunt periculoși pentru multe animale, dar sunt mâncați de manguste și arici. Este dovada... amenajărilor.

      absolutitatea

      ineficienta

      relativitatea

    4) versatilitate

    17. Degenerarea este pierdere

      haina groasă de elefant

      membrele la balene

      organele digestive la tenia bovină

      patru degete pe un cal

    18. Aromorfoza este educație

      flippers

      trunchiul de elefant

      acorduri

      coada tenace a maimuței

    19 Idioadaptarea este

    1) apariția procesului sexual

    2) aspectul unui acord

    3) formarea unei trunchi de elefant

    4) creșterea masei cerebrale

    20. Separarea spațială a muștelor de fructe care trăiesc în Insulele Hawaii este un exemplu de... izolare

      etologic

      geografice

      mecanic

      ecologice

      Potriviți calea cu exemplele care o ilustrează.

    Exemplu

    calea evolutiei

    A) apariţia multicelularităţii

    1) aromorfoza

    B) apariția unei tulpini târâtoare

    2) idioadaptare

    C) pierderea rădăcinilor, frunzelor, clorofilei în dodder

    3) degenerare

    D) formarea de flipper la foci

    D) apariţia fotosintezei

    E) formarea unei trunchi de elefant

    G) formarea unei inimi cu trei camere

      Potriviți criteriile speciei cu caracteristicile struțului african

    Caracteristicile wagtail-ului alb

    Vizualizare criteriu

    A) plantele sunt hrană comună, dar uneori mănâncă și animale mici

    1) morfologic

    B) picioarele sunt puternice, cu două degete; penaj lejer

    2) ecologic

    C) trăiește în savane deschise și semi-deșerturi

    D) o pasăre mare cu o greutate de până la 90 kg, până la 3 metri înălțime

    D) ciocul este drept și plat; ochi mari cu gene groase

    E) poate perioadă lungă de timp se descurcă fără apă, dar uneori bea de bunăvoie și îi place să înoate

      Stabiliți o secvență care să reflecte evoluția plantelor

      alge pluricelulare

      alge unicelulare

      ferigi

      psilofite

      înflorire

      briofite

    24. Găsiți erori în textul dat. Indicați numerele propunerilor în care sunt făcute, corectați-le.

    1) Păsările au evoluat din amfibieni antici în epoca mezozoică. 2) Forma de tranziție fosilă este stegocephalus, care a fost găsită ca fosile. 3) Avea aripi, penaj, clavicule topite. 4) Următoarea alogeneză a contribuit la apariția păsărilor: o inimă cu patru camere, o temperatură constantă a corpului și diferențierea tractului respirator. 5) Descoperirile de forme de tranziție fosile sunt dovezi paleontologice ale evoluției lumii organice

    25. Ce criterii de tip sunt descrise în textul de mai jos? Explicați răspunsul.

    Pasărea kiwi locuiește în pădurile dese umede din Noua Zeelandă. Dintre toate ratitele, kiwi este cel mai mic (înălțime 55 cm, greutate până la 3,5 kg). Aripile sunt practic absente, rămășițele lor sunt ascunse în penaj asemănător părului. Picioarele sunt scurte și late depărtate, astfel încât kiwi-ul se mișcă ca o jucărie de ceas. Ciocul este lung, nările sunt deplasate spre capăt. Kiwii se hrănesc în principal cu râme, găsind prada folosind simțul mirosului. Femela depune de obicei un ou imens (până la 500 g) într-un cuib plat. Masculul incubează oul.

    26. Care sunt principalele aromorfoze care au apărut la amfibieni în procesul de evoluție? Precizați cel puțin patru aromorfoze.