- Артикул:00-01046072
- Автор: Гринченко С.Н.
- ISBN: 5-902030-10-2
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: МИР (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 512
- Формат: 60 х 84 1/8
- Год: 2004
- Вес: 1430 г
Развернуть ▼
Исследуются различные формы проявления приспособительного поведения системы живой природы. Для этого вводится понятие системной памяти: основной составляющей предлагаемого автором инструментария реализации информатико-кибернетического механизма системы живого. В его роли выступает иерархическая адаптивная поисковая оптимизация - развитие существующей кибернетической теории поисковой оптимизации (экстремального управления).
Предлагается ряд иерархических оптимизационных модельных схем, отражающих как 13 уже состоявшихся последовательных периодов метаэволюции живого (от момента возникновения Земли около 4,6 млрд. лет назад - и «старта» жизни на ней - до наших дней), так и теоретически представимые последующие периоды её. Это позволяет описать последнюю треть общей длительности Универсальной истории Вселенной (Big History) от момента «Большого взрыва» (Big Bang). Указанные схемы, будучи сведены в единое целое, позволили построить периодическую систему живого.
Для специалистов-естествоиспытателей, использующих системную методологию, а также студентов, аспирантов и докторантов, специализирующихся в областях наук о жизни, информатики, кибернетики и теории систем.
Оглавление
Предисловие
Список основных аббревиатур, используемых в тексте
Раздел 1. Введение в инструментарий предлагаемой концепции
1.1. О системах «достаточно высокой» сложности
1.2. Моделирование биологических систем и кибернетика
1.3. Об адаптивном подходе
1.4. О соотношении «обычных» и оптимизационных моделей
1.5. О форме изложения материала книги
Раздел 2. Информатико-кибернетическое «ядро» системы природы: механизм иерархической поисковой оптимизации целевых критериев (энергетического характера) ее приспособительного поведения
2.1. Основные постулаты
2.2. Иерархическая система живой природы
2.3. Супраконтур: структура и основные характеристики
2.3.1. Формулировка
2.3.2. Краткие пояснения
2.4. Механизм супраоптимизации: случайный или регулярный?
2.4.1. Эвристические обоснования
2.4.2. О «релятивно-иерархической» случайности
2.5. Супрасистема: характерные времена процессов
2.5.1. Формулировка
2.5.2. Краткие пояснения и дополнительная терминология
2.5.3. «Идеальные» значения характерных времен процессов
2.6. Дополнительные комментарии
2.6.1. Идеальность как базис концепции
2.6.2. Об онтогенезе и времени жизни биообъекта
2.6.3. Свойства локальности и глобальности поиска
Раздел 3. Базисные источники предлагаемой концепции (обзор литературы)
3.1. Система природы
3.1.1. Система: терминология
3.1.2. Природа как система
3.2. Жизнь
3.2.1. Терминология и обсуждение
3.2.2. Активность
3.2.3. О начале жизни
3.3. Теоретическая биология, кибернетика, информатика
3.3.1. Теоретическая биология
3.3.2. Кибернетика, или теория управления
3.3.2.1. О моделях и моделировании в биологии
3.3.2.2. О гомеостазе и гомеостатике
3.3.2.3. Об использовании понятия «положительная обратная связь» в биологии
3.3.2.4. О целевом подходе
3.3.2.5. О памяти биосистем
3.3.2.6. О биологических ритмах, или биологических циклах
3.3.2.7. Формальная постановка задачи управления сложным объектом
3.3.2.8. О проблеме управления в системах «достаточно высокой» сложности
3.3.2.8.1. Проблема идентификации и супрасистемы
3.3.3. Информатика
3.3.4. Самоорганизация
3.3.4.1. О концепции самоорганизации природы Л.И.Шабалина
3.4. Адаптация
3.4.1. Адаптация в естественных науках
3.4.2. Адаптация в технике
3.4.2.1. Формальная постановка задачи адаптации системы управления
3.4.3. Оптимизация и оптимальность
3.5. Энергетика как критерий оптимизации в системе природы
3.5.1. Энергетика: экстремальные (вариационные) принципы
3.5.1.1. Общий критерий эволюционной оптимальности М.А.Ханина
3.5.1.2. Концепция энергетического фактора направленности эволюции Н.С.Печуркина
3.5.1.3. Энергетическая оптимизация в экологии
3.5.2. Ещё об энергетике в биологии
3.6. Иерархия
3.6.1. Терминология
3.6.2. Общие свойства
3.6.3. Связь иерархии с проблемами регуляции и управления
3.6.4. Иерархические представления в биологии
3.6.5. Иерархия времен
3.6.5.1. О характерных временах
3.6.5.2. О концепции А.В.Жирмунского и В.И.Кузьмина
3.6.5.3. О взаимосвязи временной иерархии системы природы с пространственной
3.6.6. Глоссарий к предлагаемой иерархии системы живой природы
3.7. Эволюция
3.7.1. Терминология и источники
3.7.2. «Направленность» и «канализируемость» эволюции
3.8. О сходных или дополняющих концепциях
3.8.1. О симбиозе и «сродстве»
3.8.2. Концепция биоинформации В.И.Корогодина
3.8.3. Концепция адаптивного компромисса А.П.Расницына
Раздел 4. Базисный инструментарий концепции: механизмы поисковой оптимизации (от примитивного метода «проб и ошибок» до иерархического адаптивного случайного поиска)
4.1. Введение. Постановка проблемы
4.2. Метод "проб и ошибок" (МПиО)
4.2.1. Об оценках МПиО
4.2.1.1. МПиО: оценки негативного характера
4.2.1.2. МПиО: оценки нейтрально-критического и нейтрального характера
4.2.1.3. МПиО: оценки позитивного характера
4.2.2. МПиО: вербальные определения в изданиях энциклопедического характера
4.2.2.1. Определения МПиО, явно характеризующие поиск как «слепой»
4.2.2.2. Определения МПиО, не разделяющие понятия «слепого» и «направленного» поиска
4.2.3. МПиО: интерпретации в научных изданиях различных отраслей знания
4.2.3.1. Общефилософский аспект
4.2.3.2. Биолого- и психолого-поведенческий аспект
4.2.3.2.1. Трактовки МПиО, явно или неявно характеризующие поиск как «слепой»
4.2.3.2.2. Трактовки МПиО, либо смешивающие понятия «слепого» и «направленного» поиска, либо вообще их не разделяющие
4.2.3.3. Биолого-эволюционный аспект
4.2.3.4. Социально-экономико-эволюционный аспект
4.2.4. МПиО: формальные определения
4.2.5. МПиО: предварительные выводы
4.3. Оптимизация, поисковая оптимизация и случайный поиск
4.3.1. Оптимизация
4.3.2. Поисковая оптимизация
4.3.2.1. Методы поисковой оптимизации
4.3.2.2. Экстремальное управление
4.3.3. Адаптивный случайный поиск
4.3.4. Память алгоритма как основа классификации методов поисковой оптимизации
4.3.4.1. Простейший случайный поиск (глубина памяти т=1)
4.3.4.2. Адаптивный случайный поиск (глубина памяти т>1)
4.3.4.3. Слепой поиск / слепые блуждания (глубина памяти т=0)
4.3.5. Место МПиО в классификаторе поисковых методов оптимизации
4.4. МПиО и моделирование биологической эволюции
4.4.1. Что называют «естественным отбором»
4.4.2. «Естественный отбор» и «приспособленность» с информатико-кибернетических позиций
4.4.3. МПиО и реконструкция схемы «дарвиновского» механизма биологической эволюции
4.5. Являются ли Дарвинизм и номогенез альтернативными научными теориями?
4.5.1. О дарвинизме и номогенезе: обзор точек зрения
4.5.1.1. Итак, что же понимают под термином «дарвинизм»?
4.5.1.2. А что же понимают под термином «номогенез»?
4.5.1.3. Об «альтернативности» этих эволюционных теорий
4.5.2. Об информатико-кибернетическом моделировании процессов эволюции
4.5.2.1. Литературные данные
4.5.2.2. «Эволюционный» аспект предлагаемой концепции (тезисно)
4.5.3. О некоторых биологических, системных и философских интерпретациях феномена эволюции
4.6. МПиО: выводы и заключительные замечания
Раздел 5. Случайный поиск как адекватный аппарат моделирования клеточных систем (реализация фрагментов концепции)
5.1. Оптимизационная модель нейрона
5.2. Оптимизационная модель живой клетки
5.3. Предлагаемый энергетический критерий оптимизации
5.4. Модель хемотаксиса микроорганизмов как процесс случайного поиска оптимального местоположения в реальном пространстве
Раздел 6. Математическая схема оптимизационной концепции
6.1. Используемые обозначения
6.2. Постановка задачи иерархической адаптации для иерархического контура
6.3. Организм как преобразователь специфической (для него) информации
6.3.1. Клеточное восприятие организменной информации
6.3.2. Тканевое восприятие организменной информации
6.3.3. Органное восприятие организменной информации
6.4. Организм как демонстратор поискового процесса иерархической оптимизации
6.4.1. Поисковый процесс иерархической оптимизации на клеточном уровне
6.4.2. Поисковый процесс иерархической оптимизации на тканевом уровне
6.4.3. Поисковый процесс иерархической оптимизации на органном уровне
6.5. Организм как реализатор целевых критериев в механизме иерархической оптимизации
6.6. Процессы системной памяти в механизме иерархической оптимизации
Раздел 7. Метаэволюция живого
7.1. Определения необходимых терминов
7.2. Метаэволюция живого как рост количества ярусов в иерархически наивысшем супраконтуре био-супрасистемы
7.3. Псевдометафаза «сильного сжатия» «универсального» супраконтура
7.3.1. Общая схема псевдосупраконтура псевдогегемон-псевдоиндивиды
7.3.2. Общая характеристика псевдосупраконтура
7.3.3. Типичные пространственные характеристики составляющих псевдосупраконтура
7.3.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
7.3.5. Математическое представление псевдосупраконтура
7.3.6. Интерпретация структуры и поведения псевдосупраконтура в химико-биологических терминах
7.4. Квазиметафаза «слабого сжатия» «универсального» супраконтура
7.4.1. Общая схема квазисупраконтура квазигегемон - квазииндивиды
7.4.2. Общая характеристика квазисупраконтура
7.4.3. Характерные размеры составляющих квазисупраконтура
7.4.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
7.4.5. Математическое представление квазисупраконтура
7.4.6. Интерпретация структуры и поведения квазисупраконтура в химико-биологических терминах
7.5. Эвриметафаза «первичной» модификации «универсального» супраконтура
7.5.1. Общая схема эврисупраконтура эвригегемон-эврииндивиды
7.5.2. Общая характеристика эврисупраконтура
7.5.3. Характерные размеры составляющих эврисупраконтура
7.5.4. Характерные временные и поведенческие характеристики
7.5.5. Математическое представление эврисупраконтура
7.5.6. Интерпретация структуры и поведения эврисупраконтура в химико-биологических терминах
7.6. Последующие метафазы модификации «универсального» супраконтура
7.6.1. Общая схема супраконтура-1/2/3/... гегемон-1/2/3/... -индивиды-1/2/3/
7.6.2. Общая характеристика супраконтура-1/2/3/
7.6.3. Характерные размеры составляющих супраконтура-1/2/3/
7.6.4. Характерные временные и поведенческие характеристики
7.6.5. Математическое представление супраконтура-1/2/3/
7.6.6. Интерпретация структуры и поведения супраконтура-1/2/3/... в химико-биологических терминах
1.7. Оптимизационная схема системы природы
7.8. Критерии отнесения биообъектов к конкретной метафазе метаэволюции живого
7.9. Длительности метаэтапов в метаэволюции живого
7.9.1. Длительности эонов/эр в истории развития Земли
7.9.2. Основная гипотеза о темпе биологической метаэволюции на Земле, и ее главное следствие
7.9.3. Длительности метафаз в метаэволюции живого
7.10. «Горизонт метаэволюции» живого на Земле
7.10.1. Определение понятия «горизонт метаэволюции»
7.10.2. О соотношениях приращений горизонта метаэволюции и длительностей метафаз на метаэтапе
7.10.3. О скорости увеличения горизонта метаэволюции живого на Земле
7.10.4. Обобщение понятия «горизонт метаэволюции» для жизни на иных планетах
7.11. Ретроспективный анализ моментов наступления некоторых событий в истории развития живого
7.12. Уточнение понятийного аппарата концепции
7.12.1. О понятии биогеосфера
7.12.2. О понятии биогеоценоз
7.12.3. О понятии многоклеточный организм
7.12.4. О понятии сложная, или эвкариотическая, клетка
7.12.5. О понятии «элементон»
7.12.6. Сопоставление введенных понятий
8. Метафазы биологической метаэволюции
8.1. Первая метафаза (a1): псевдосупраконтур псевдоэлементон-сферы атомов
8.1.1. Общая схема
8.1.2. Общая характеристика
8.1.3. Типичные пространственные характеристики
8.1.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.1.5. Что такое «протоорганические молекулы», «протомакромолекулы» и «протосома» псевдоэлементона
8.1.6. Времена возникновения/доминирования
8.1.7. Параллельные и симбиотические структуры
8.1.8. Математическое представление
8.1.8.1. Оптимизационные процессы в возможных структурных композициях псевдосупраконтура
8.1.8.2. Краткий комментарий
8.1.9. Интерпретация структуры и поведения псевдосупраконтура псевдоэлементон-атомы в химико-биологических терминах
8.1.9.1. О времени появления псевдоэлементона
8.1.9.2. О степени вовлеченности химических элементов в «живое вещество»
8.1.10. Резюме
8.2. Вторая метафаза (а2): квазисупраконтур квазиэлементон-сферы атомов
8.2.1. Общая схема
8.2.2. Общая характеристика
8.2.3. Типичные пространственные характеристики
8.2.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.2.5. Что такое «примитивные макромолекулы» и «примитивная сома» квазиэлементона
8.2.6. Времена возникновения/доминирования
8.2.7. Параллельные и симбиотические структуры
8.2.7.1. Химико-биологическая трактовка
8.2.8. Математическое представление
8.2.8.1. Оптимизационные процессы в возможных структурных композициях квазисупраконтура
8.2.8.2. Краткий комментарий
8.2.9. Интерпретация структуры и поведения квазисупраконтура квазиэлементон - сферы атомов в химико-биологических терминах
8.2.9.1. О ярусе «Квазиэлементон-субкомпартменты», или «а2-органические молекулы»
8.2.9.2. О ярусе «квазиэлементон» как целого
8.2.10. Резюме
8.3. Третья метафаза (аз): эврисупраконтур эвриэлементон-сферы атомов
8.3.1. Общая схема
8.3.2. Общая характеристика
8.3.3. Типичные пространственные характеристики
8.3.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.3.5. Поисковые структуры эвриэлементона
8.3.6. Времена возникновения/доминирования
8.3.7. Параллельные и симбиотические структуры
8.3.7.1. Биологическая трактовка
8.3.8. Математическое представление
8.3.8.1. Краткий комментарий
8.3.9. Интерпретация структуры и поведения эврисупраконтура эвриэлементон-сферы атомов в биологических терминах
8.3.9.1. Что такое прокариотические ячейки
8.3.9.2. О времени появления эвриэлементона
8.3.9.3. О характерных размерах эвриэлементона
8.3.9.4. Об оптимизационных возможностях эвриэлементона
8.3.9.5. А что при этом происходило на ярусе «а3-макромолекул»?
8.3.10. Резюме
8.4. Четвертая метафаза: псевдосупраконтур псевдоклетка-элементоны-1
8.4.1. Общая схема
8.4.2. Общая характеристика
8.4.3. Типичные пространственные характеристики
8.4.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.4.5. Что такое «протосубкомпартменты», «протокомпартменты» и «протосома» псевдоклетки
8.4.6. Времена возникновения/доминирования
8.4.7. Вложенные структуры
8.4.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.4.8.1. Биологическая трактовка
8.4.9. Математическое представление
8.4.9.1. Оптимизационные процессы в виртуальных композициях псевдосупраконтура
8.4.9.2. Краткий комментарий
8.4.10. Интерпретация структуры и поведения псевдосупраконтура псевдоклетка-элементоны-1 в биологических терминах
8.4.10.1. Что такое сообщества прокариотических ячеек
8.4.10.2. О времени появления псевдоклетки
8.4.10.3. О характерных размерах псевдоклетки
8.4.10.4. Об оптимизационных возможностях псевдоклетки
8.4.10.5. А что при этом происходило на ярусах «Pi-органических молекул», «Pi-макромолекул» и «Ргпрокариот»?
8.4.11. Резюме
8.5. Пятая метафаза (Ь): квазисупраконтур квазиклетка-элементоны-2
8.5.1. Общая схема
8.5.2. Общая характеристика
8.8.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.8.5. Что такое «примитивные органы» и «примитивная сома» квазиорганизма
8.8.6. Времена возникновения/доминирования
8.8.7. Вложенные структуры
8.8.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.8.8.1. Биологическая трактовка
8.8.9. Математическое представление
8.8.9.1. Математическое представление оптимизационных процессов в возможных структурных композициях квазисупраконтура
8.8.9.2. Краткий комментарий
8.8.10. Интерпретация структуры и поведения квазисупраконтура квазиорганизм-клетки-2 в биологических терминах
8.8.10.1. Что такое многоклеточные квазиорганизмы
8.8.10.2. О времени появления квазиорганизма
8.8.10.3. О характерных размерах квазиорганизма
8.8.11. Резюме
8.9. Девятая метафаза (уз): эврисупраконтур эвриорганизм-клетки-3
8.9.1. Общая схема
8.9.2. Общая характеристика
8.9.3. Типичные пространственные характеристики
8.9.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.9.5. Поисковые структуры эвриорганизма
8.9.6. Времена возникновения/доминирования
8.9.7. Вложенные структуры
8.9.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.9.8.1. Биологическая трактовка
8.9.9. Математическое представление
8.9.9.1. Краткий комментарий
8.9.10. Интерпретация структуры и поведения эврисупраконтура эвриорганизм-клетки-3 в биологических терминах
8.9.10.1. Что такое многоклеточные организмы
8.9.10.2. О времени появления эвриорганизма
8.9.10.3. О характерных размерах эвриорганизма
8.9.10.4. Об оптимизационных возможностях эвриорганизма
8.9.11. Резюме
8.10. Десятая метафаза: псевдосупраконтур псевдобиогеоценоз-организмы-1
8.10.1. Общая схема
8.10.2. Общая характеристика
8.10.3. Типичные пространственные характеристики
8.10.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.10.5. Что такое «протопопуляции», «протопарцеллы» и «протосома» псевдобиогеоценоза
8.10.6. Времена возникновения/доминирования
8.10.7. Вложенные структуры
8.10.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.10.8.1. Биологическая трактовка
8.10.9. Математическое представление
8.10.9.1. Математическое представление оптимизационных процессов в виртуальных композициях псевдосупраконтура
8.10.9.2. Краткий комментарий
8.10.10. Интерпретация структуры и поведения псевдосупраконтура псевдобиогеоценоз-организмы-1 в биологических терминах
8.10.10.1. Что такое сообщества многоклеточных организмов
8.10.10.2. О времени появления псевдобиогеоценоза
8.10.10.3. О характерных размерах псевдобиогеоценоза
8.10.11. Резюме
8.11. Одиннадцатая метафаза (82): квазисупраконтур квазибиогеоценоз-организмы-2
8.11.1. Общая схема
8.11.2. Общая характеристика
8.11.3. Типичные пространственные характеристики
8.11.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.11.5. Что такое «примитивные парцеллы» и «примитивная сома» квазибиогеоценоза
8.11.6. Времена возникновения/доминирования
8.11.7. Вложенные структуры
8.11.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.11.8.1. Биологическая трактовка
8.11.9. Математическое представление
8.11.9.1. Математическое представление оптимизационных процессов в возможных структурных композициях квазисупраконтура
8.11.9.2. Краткий комментарий
8.11.10. Интерпретация структуры и поведения квазисупраконтура квазибиогеоценоз - организмы-2 в биологических терминах
8.11.10.1. Что такое квазибиогеоценозы
8.11.10.2. О времени появления квазибиогеоценоза
8.11.10.3. О характерных размерах квазибиогеоценоза
8.11.11. Резюме
8.12. Двенадцатая метафаза (83): эврисупраконтур эврибиогеоценоз-организмы-З
8.12.1. Общая схема
8.12.2. Общая характеристика
8.12.3. Типичные пространственные характеристики
8.12.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.12.5. Поисковые структуры эврибиогеоценоза
8.12.6. Времена возникновения/доминирования
8.12.7. Вложенные структуры
8.12.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.12.8.1. Биологическая трактовка
8.12.9. Математическое представление
8.12.9.1. Краткий комментарий
8.12.10. Интерпретация структуры и поведения эврисупраконтура эврибиогеоценоз-организмы-З в биологических терминах
8.12.10.1. Что такое полноценные биогеоценозы
8.12.10.2. О времени появления эврибиогеоценоза
8.12.10.3. О характерных размерах эврибиогеоценоза
8.12.11. Резюме
8.13. Тринадцатая метафаза (81): псевдосупраконтур псевдобиогеосфера-биогеоценозы-1
8.13.1. Общая схема
8.13.2. Общая характеристика
8.13.3. Типичные пространственные характеристики
8.13.4. Типичные временные и поведенческие характеристики
8.13.5. Что такое «протобиомы», «природные протозоны» и «протосома» псевдобиогеосферы
8.13.6. Времена возникновения/доминирования
8.13.7. Вложенные структуры
8.13.8. Параллельные и симбиотические структуры
8.13.8.1. Биологическая трактовка
8.13.9. Математическое представление
8.13.9.1. Математическое представление оптимизационных процессов в виртуальных композициях псевдосупраконтура
8.13.9.2. Краткий комментарий
8.13.10. Интерпретация структуры и поведения псевдосупраконтура псевдобиогеосфера-биогеоценозы-1 в биологических терминах
8.13.10.1. Что такое сообщества биогеоценозов
8.13.10.2. О времени появления псевдобиогеосферы
8.13.10.3. О характерных размерах псевдобиогеосферы
8.13.10.4. Об оптимизационных возможностях псевдобиогеосферы
8.13.10.5. А что при этом происходит на нижележащих ярусах?
8.13.10.6. О моменте перехода от палеозоя к мезозою
8.13.11. Резюме
8.14. Перспективные метафазы метаэволюции живого
8.15. Основные характеристики метафаз метаэволюции живого (сравнительное представление)
Раздел 9. Некоторые следствия предлагаемой концепции
9.1. Существует ли предел метаэволюции живого?
9.2. Филогенез и время жизни биогеоценозов и Биогеосферы
9.3. О реализации функции забывания системной памяти (старении и умирании живого)
9.4. Конфликт между скоростью и точностью оптимизационного поиска в процессах метаэволюции живого
9.5. О разнообразии элементов в иерархии систем природы и жизни
9.6. Генезис средне- и малоразмерных протоорганизмов
9.7. Прогресс и регресс в живой природе
9.8. Об антиинтуитивном поведении систем «достаточно высокой» сложности
9.9. Следствия методологического и философского характера
9.9.1. Об уточнении принципа актуализма
9.9.2. Интерпретация понятия времени
9.9.3. О причинно-следственном подходе
9.9.4. Дилемма правильности и точности
9.9.5. Ещё раз о месте и роли идеальности в предлагаемой концепции
9.9.6. О сущности и «смысле» жизни
9.10. О понятии «суперорганизма» (в живой природе и в обществе)
Раздел 10. Периодическая система живого
10.1. Периодическая таблица этапов формирования структур живого
10.2. Периодическая таблица метафаз метаэволюции живого
10.3. Периодическая таблица форм организации супрасистемы живого
10.4. К вопросу о классификации «системы органического мира»
10.4.1. Краткий обзор проблемы
10.4.2. О синтезе «теоретических миров»
10.4.3. О предлагаемом подходе к систематике
Заключение
Приложение. Пространственно-временные характеристики супрасистемы природы для макро- и микромира
Список литературы
Предметный указатель
Glossary
Рекомендуем
