, а в качестве энергии – свет Солнца, вырабатывая кислород – O
. Второе – Животные или гетеротрофы – потребители запасов энергии, накопленной в других организмах, в частности, фаготрофы, едящие фрагменты таких организмов, включая и других животных. Они потребляют кислород и выделяют углекислый газ.
Эволюционно животные (на уровне клеток) возникли в принципе позже растений в связи с появлением свободного кислорода в фотосинтезе. Потому животные надстроены над растениями. И различия (сред) питания влекут различия к функциям организмов. Растения подобны солнечным батареям, и, даже двигаясь, требуют статики. А животные в уже развитой среде с растениями и другими животными вынуждены двигаться и выбирать пищу. Ниже даны сравнительные данные.
Растенияпочти неподвижны, но и они двигаются в своем росте. Так отдельные сорта бамбука, растут до 10 см/сут, т.е. 1 мкм/с. Но уже одноклеточные животные как «инфузория Туфелька» получают возможность перемещаться к пище или отдаляться от вредного источника тепла со скоростью от 14 до 370 мкм/с, [Фабри К. Э., с. 251]. И все же управление движением у Одноклеточных и у Растений остается на уровне механизмов управления клетками. Скорости движений у тех и других малы.
Развитие многоклеточных Животных связано с ростом разнообразия и распределения пищи. И жизненно важными оказываются поиски пищи, скорость движения и действия по отбору пищи [Там же, 432—436]. Это требует средств быстрого перемещения к пище и органов её захвата.
Животныедолжны двигаться. Максимальная скорость полета овода – 122 км/ч [Там же, с. 295], наземных животных (гепарда) – до 120 км/ч или 33 м/с. В результате скорость движения животного к пище и бегства от угроз резко возрастает. Она в миллионы раз превосходит скорости одноклеточных на основе прежних химических процессов в протоплазме клеток.
Так в принципе неподвижное живое – растение – становится пищей для более поздних принципиально подвижных организмов. Задачи поиска, движения, захвата продуцируют новую организацию приспособления Животных. Развитие их адаптивных свойств происходит в ответ на рост среды, её сложности и возможностей использования.
1.2.3. Специализация управления. Критерий – направленное движение
В Царстве Животных движение порождает другой уровень и порядок специализации клеток, органов и функций. А усложнение структуры вызывает и создает новый принцип взаимодействия и координации подсистем.
Специализация в Царстве Растений меньше, чем у Животных. Так растения имеют всего несколько типовых органов: корень, стебель, лист, иногда цветок. Например, в стебле липы до десяти видов клеток.
Специализация в Царстве Животных создает больше разновидностей клеток и тканей, составных органов из разных тканей. У животных появляется множество специализированных подсистем из многих органов. Движение требует отдельно покоя и, наоборот, мобилизации сил. Последние влекут новые функции концентрации и торможения физиологии. Сложность адаптации возрастает.
Одной из первых подсистем Животных оказывается блок переработки энергии, и он объемом и локализацией принципиально отличается от распределенного характера сбора и переработки энергии растениями. Главные части блока у животных расположены безопасно в связи с риском его повреждения в движении. Важнейшими функциями Животного становятся поиск и движение к пище, а инструментами – органы движения и захвата. У человека развито уже 12 различных подсистем, обеспечивающих скоростное снабжение движения энергией для быстрого передвижения и другими функциями.
А для быстрого движения требуется рама для закрепления и поддержки всех тканей и органов. Потому позже или параллельно развивается новый подтип «позвоночных». Позвоночные перемещаются в широких пределах, разыскивают, захватывают пищу, уходят от преследования врагов, отыскивают особей другого пола для размножения. И этому служат возникшие из простой раздражимости подсистемы ощущений. Сложным ощущениям соответствуют и исполнительные органы – системы перемещения в пространстве. Движение усложняется через управление, когда получает связь с ощущениями. Ведь ощущения дают сигнал и о близости пищи, и о направлении движения к ней. Наряду с поиском пищи возникает и вторая задача – стремление не оказаться кормом для других – уйти от опасности. Так движение или больше поведение становится важнейшим и высшим направлением развития Животных.
Появление множества подсистем и важность высокой скорости их действия и взаимодействия повлекли необходимость обеспечить координацию и связь между частями и подсистемами организма. Долгое время такое взаимодействие осуществляли локальные группы специализированных нервных клеток и целые их сгустки – нервные узлы (ганглии). А для обеспечения взаимосвязи и кооперации подсистем и подфункций Животного развивается новая форма клеток и их координации – нейроны. Одновременно для связи перемещения с ощущениями возникает первый орган управления поведением конечностей – спинной мозг. Позже появляется центральный мозг. Эти центры вместе с периферической нервной системой объединяют и согласуют функционирование отдельных подсистем и органов как единую систему обеспечения высших форм деятельности – восприятия и поведения. Требование быстрого движения обязывает и к скорой передаче информации для его управления.
В сравнении с движением переданных сигналов в протоплазме (клетки) проводимость нервной системы у низших многоклеточных возрастает от 2 мкм в секунду в клетке до 0,5 метров в секунду в нервных клетках низших многоклеточных организмов, [Фабри К. Э., с. 271]. А у высших животных максимальные скорости передачи нервного импульса по аксонам (для управления мышцами) составляют до 90 метров в секунду. Тогда не странно, что скорость движения самых быстрых животных – 120 км/ч или 30 м/с, что только в три раза меньше, чем скорость сигнала управления этим движением.
Процесс развития функций доступно и в увлекательной форме изложил в конце 1940-х годов Николай Александрович Бернштейн в работе «О ловкости и ее развитии». Его труд, по сути, об Эволюции и появлении психики, был настолько внутренне свободен, что не прошел одобрения психологических цензоров – своих коллег СССР. Он задержался в рукописи на 50 лет. Но Николай Александрович, взяв шире, имел задачу описать, как появляется навык или автоматизм Человека. Саму Эволюцию он представлял для описания развития форм движения и его управления [Бернштейн Н. А., c. 59—138]:
«Борьба за жизнь обострялась все сильнее и сильнее и требовала непрекращающегося роста двигательных „вооружений“. Двигательные задачи, которые животным приходилось решать, становились все более трудными и разнообразными. Именно двигательные задачи, двигательные потребности, неумолимая жизненная необходимость двигаться все проворнее, все точнее, все ловчее – вот что было ведущим началом в развитии мозга и всех его вспомогательных органов почти на всем протяжении его многовековой эволюции» [Там же, с. 126].
В результате появляется общий центр координации подсистем – центральная нервная система (ЦНС), состоящая из спинного и головного мозга. И это тоже подсистема. Ее многообразные функции – управление общей адаптацией организма в то время, как деятельность древних вегетативной системы и частично соматических рефлексивных движений нервной системы (коленного рефлекса) не зависит от ЦНС.
Определение: Нервная система Животных – подсистема интегрального управления организмом в его приспособлении при системной адаптивной организации исполнения трех функций Живого, см. рис. 1.2.
Рис 1.2. Цикл адаптации организма с психикой на основе центральной нервной системы
Здесь существенно уточнить, что три функции Жизни не равнозначны «трем доскам забора – выбирай любую», как предполагают сторонники т. н. «диспозиционной теории» потребностей человека. И нервная система (непроизвольно в Эволюции) строится так, чтобы «системно» (то есть в целом) обеспечить Жизнь, а не утратить её в конкуренции между функциями при «свободе или ошибке выбора»[8 - Именно этой системности не понимает пока психологическая наука в целом, не признавая принципа (иерархии) Маслоу. Отказ от признания означает произвол выбора одной из функций как равноправной «доски забора».].
И всё же в Эволюции даже процесс специализации оказывается в настройке адаптивных функций порой не идеальным. Ниже приводятся примеры со специализацией распределения трех функций Жизни внутри популяций некоторых видов.
1.2.4. Эусоциальность Жизни – сбой Эволюции
Эволюция не целенаправленный процесс. И она не исключает тупиков[9 - Кстати, то же можно сказать и о развитии общества, которое образует тупики в случае недостатка (коллективного) сознания или подсознательные взрывы в обществе. Но коллизии разрешаются через «общение и понимание», и только в случае опозданий последнего возникают большие трагедии и утраты.]. Со специализацией трех функций Живого в период формирования первой и малой психики колоний животных (их поколения быстро сменяются, а эволюция идет быстрее) случился и «конфуз развития». В процессе специализации у некоторых видов в популяциях появиласьвнутривидовая специализация в индивидуальном развитии по функциям Жизни. Речь идет о появлении так называемых «эусоциальных» («полно» социальных, а надо бы именовать «как бы», т. е. «квази») видов животных на основе пищевой, охранной и воспроизводственной специализации внутри сообществ – колоний организмов.
Суть специализации родительских и других функций для выживания колонии в целом заключается в специализации функций Жизни между особями внутри колонии или внутри семейства. Таковы зафиксированные формы разделения функций у ряда насекомых: пчел, ос и муравьев. Они обнаружены у жуков-грибовиков, тлей, креветок и даже уникальных млекопитающих – голых землекопов[10 - Многие особенности голых землекопов объясняются высокой исходной плодовитостью в условиях кислородного голодания (первого пожара) и последующего холода в период мел-палеогеновой катастрофы, 65 млн. лет. Их выживание в районе Сомали, обусловлено, вероятно, близостью к медленно остывавшему Индийскому океану и максимальному удалению от эпицентра, и не исключена польза мутаций от региональных запасов урана – выживание колонии как целого стало причиной подсознательной концентрации воспроизводства.]. У насекомых специализация связана с малым размером мозга и отключением ряда функций Жизни у части особей для роста эффективности исполнения сохраненных. Например, рабочие и защитные функции исключают функции воспроизводства. Трутни так же отключены от иных функций и даже уничтожаются после оплодотворения. Некоторые члены колонии могут по ситуации изменить специализацию. В рамках специализации есть возможности обучения, но воспроизводство отделено.
Таким путем достигается общая эффективность. В частности, муравейники признаны системами, наиболее продуктивно использующими природные ресурсы среды. Результат – полной психической способностью обладает лишь улей или муравейник в целом, но не каждая особь. Такого мнения придерживался уже Дарвин в «Происхождении видов» (Главе VIII): «…отбор может относиться к семейству так же, как к особи…». Сформированная псевдосоциальная колония особей и заложенные (вероятно, химические) процессы и механизмы, управляющие конкретным распределением и разделением труда, не пригодны к дальнейшей эволюции. Перед нами предельно эффективный, но тупиковый вариант, ориентированный на конкретную среду[11 - Часть исследователей готовы перенести феномен эусоциальности у животных на кастовые и сословные общества в социальной истории. Сам термин эусоциальности в приложении к низшим животным не верен. Частичная психика особей не образует каждую особь как Живое.].
И мы возвращаемся к теме определения психики. Ощущения, движение или поведение и три функции Живого у каждого организма – структурная основа психики Животного.
1.2.5. Психика как высшая система управления
В качестве компромисса для психики с большой ролью врожденной памяти можно оставить понятие «простой психики», исключив, конечно, формат «эусоциальности», оставив лучшее будущее и более сложное для – «высшей».
Тогда у нас возникает первое и пока не полное представление о психике в следующем виде:
Психика Животного – высшая система адаптации организмов с многоклеточной специализацией органов для случая животных, обладающих возможностью ощущений (восприятия) и поведения (передвижения), системно согласующая эти два высшие средства адаптации для выполнения особью трех функций Живого. Психика подчиняет этим высшим формам жизнедеятельности адаптивную работу всех встроенных подсистем уровней ниже.
1.2.6. Психология – наука о функциях психики
Какой же науке поручалось изучать живое? И что требовалось изучать в Живом? Древнего человека интересовали причины поведения. А причиной поведения по личному опыту каждый видит свое желание или волю. Но по внешним наблюдениям мы считаем человека ЖИВЫМ, если он дышит, потому что Живой дышит и без движения (но во сне), а умерший человек или животное не дышат. Потому и наука о поведении животных и человека на момент ТОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ, он возник в первый удобный для развития наук момент (Античность), получила общее имя Психологии. И это дословно означает «знание Души», того что дышит. Но проблема Души Человечеством для себя и для Животных была решена НЕ ВЕРНО[12 - Логика древних, как показывают мифы, строилась от наблюдения – если человек умер, то дыхание «вылетело» (из уст или груди и сердца). Это верно. Но если в сновидениях спящего возник образ (любимого) умершего, то из этого факта наши предки делали вывод, что Душа при смерти не исчезает бесследно, а присутствует («витает») где-то рядом. Древним не откажешь в ТОЙ логике. А современных представлений о работе памяти и толковании сновидений требовать от ТОГО ВРЕМЕНИ не приходится.]!
От нерешенного вопроса нам остается ряд задач. За «душой» – дыханием, потребностями, эмоциями, сознанием, мышлением и мотивацией – стоят вполне материальные процессы, что и за каждым проявлением жизни. И значение психических процессов отражаемых физически – сложней. Психика в главном назначении управления физическим поведением оказывается информационным процессом. И ниже, в Части 1 и подробно в Части 2, нам придется отличать управление поведением от (процессов) самого поведения.
Кроме психологии существует наука, которая изучает материальную основу психики. Центральная нервная система (ЦНС) – материальная среда существования и поддержки психики. Нейробиология и нейрофизиология изучают нервную систему и, прежде всего, ЦНС – материальное основание, на котором базируются психические функции. Физические процессы, реализующие психические функции адаптации, именуются нейрофизикой.
Сказанное выше о психике и физиологии стало достижением конца XIX-го века в работах Ивана Михайловича Сеченова (1829—1905). Человек, увлекшийся математикой и философией, нашел себя в психологии, к которой он относился чрезвычайно творчески, соединяя и представления об Эволюции, и достижения техники, в частности, уже возникших систем управления и машин-полуавтоматов. На связке проблем он формирует материалистическое определение понятие психики, опережая русского философа (большевика) А. А. Богданова (автора первой общей науки об управлении), И. П. Павлова и Л. А. Орбели, не говоря уже об идеях Норберта Винера. Иван Петрович Павлов искренне считал И. М. Сеченова родоначальником направления. Россиянам есть, кому быть благодарным и брать пример труда высокой науки на благо Человечества.
Общая цель построения «физиологии» у Сеченова в его «Физиологии нервных центров» (1891) начинается с определения объекта исследований – психики как:
«…системы нервных актов», которая включает воздействие извне – чувствование – и возбуждение рабочих органов к деятельности, причем чувствование и деятельность «являются согласованными между собою в смысле достижений определенных целей… согласование обоих проявлений – чувствований с движениями, – как постоянный спутник нервных явлений, вызванных влияниями извне, и взято мною за основное начало для классификации центральных актов» [Сеченов И. М., с. 663].
Совершенно восхищает точное и прозрачное определение процесса адаптации как основы психики в целом. Язык технического изложения в 1891 году прост и ясен, что удивительно в отсутствие принятых терминов:
«В животном, как самодействующей машине, регуляторы, очевидно, могут быть только автоматическими, т.е. приводиться в действие измененными условиями в состоянии или ходе машины и развивать деятельности, которыми эти неправильности устраняются» [Сеченов И. М., т.2., с. 665].
Во втором издании мы снимаем представление о нейронных основах психофизиологии, положенное в первом издании. Материал оказывается для читателя слишком большой нагрузкой, но не даёт понимания. Огромные успехи психофизиологии еще не вышли из рамок разделения и анализа функций отдельных областей и отделов головного мозга. Современная психофизиология нуждается в системном объединении материалов. И это задача физиологов, хотя настоящая работа может помочь в системных решениях (в анализе т. н. «неспецифических активаций» ЦНС).
1.3. Что такое информация?
1.3.1. Ощущение и поведение. Как и чем их связать?
Ощущение и поведение на рис. 1.2. суть подфункции живого, важные для адаптации. Но в модели Винера есть нечто, что оказывается еще одним не учтенным нами компонентом адаптации. Это понятие нормы и отклонения от нормы или «неправильности» по Сеченову. У Винера мы видим блоки «нормы» и измерения «отклонения».
Адаптивное поведение запускается от измерения силы ощущений, сличения полученных ощущений с нормой при условии наступления события превышения нормы. Только после адаптации и при снижении уровня ощущений поведение прекращается.
И сразу возникает вопрос – что есть норма? На бытовом уровне ответ прост – информация о норме должна храниться в памяти системы и сличаться с поступающим сигналом Среды, чтобы запускать адаптацию. Следовательно, между ощущением и поведением должны выполняться некоторые операции сличения с учетом данных памяти. Так мы подходим к новым объектам, важным в адаптации (управлении поведением) – к ПАМЯТИ И ХРАНИМОЙ В НЕЙ ИНФОРМАЦИИ. Без информации о нормев памяти не может быть адаптации. Состояние в «норме» обеспечивает состояние адаптации, а потому покой и сбережение энергии.
А измерение и сличение ощущений с нормой? Как сличение происходит и как запускается поведение? Вот за все эти и многие другие операции отвечает именно психика как особая и высшая система управления. А понятие нормы означает и требование к её хранению – к памяти.
Но прежде чем, говорить о порядке работы памяти, нам полагается обсудить, что же (помимо памяти) требуется организму для адаптации при управлении ощущениями и поведением. Каковы средства управления адаптацией?
1.3.2. Информация – что это такое?
Психика – система (управления) адаптацией посредством ощущений, памяти и поведения. Среди первых вопросов, что реально должно запускать адаптацию?