Экологические законы биологических систем

1. Закон биогенетический Мюллера – Геккеля: индивидуальное развитие особи (онтогенез) в общих чертах повторяет (рекапитулирует) основные этапы развития своих передковых форм (филогенез)

2. Закон внутреннего динамического равновесия – один из фундаментальных экологических законов: всякая природная система обладает внутренней энергией, веществом, информацией и динамическими качествами, связанными настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает изменения в другом или том же, но в другое время изменения, сохраняющие всю сумму перечисленных показателей.

3. Закон сохранения. В биологической системе должны сохраняться потоки энергии, вещества и информации.

4. Закон условия существования биологических систем: является обмен энергией, веществом и информацией, как между отдельными частями системы (или ее подсистемами), так и с окружающей средой.

5. Закон (принцип) энергетической проводимости (закон сохранения жизни): жизнь может существовать только в процессе движения через биологическую систему потоков вещества, энергии и информации. Прекращение движения в этом потоке прекращает жизнь. Поток энергии, вещества и информации в системе как в целом должен быть сквозным, охватывающим всю систему. Иначе система не будет иметь единства.

6. Закон (правило) основного обмена: любая большая динамическая система в стационарном состоянии использует приход извне потоков энергии, вещества и информации главным образом для своего самоподдержания и саморазвития.

7. Принцип Ле-Шателье-Брауни: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

8. Закон развития системы: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающего ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

9. Закон исторической необратимости – процесс развития человечества не может идти от более поздних форм развития к начальным, т.е. общественно-экономическим формации не могут сменяться в обратном порядке.

Рис.21. Экологическая система

Уровень I – материальный (низший). Материальный носитель этого уровня «костные» части системы (организма, материи). Это «аппаратная реализация» материи. Без этого уровня невозможны проявления более высоких уровней.

Уровень II – энергетический. Это уровень совокупности взаимосвязей частей системы в одно единое целое. Носитель – поле электромагнитной или иной природы.

Уровень III – уровень информационный. Это уровень описания возможных состояний системы. Носитель – нематериальная информация как свойства, отражение других уровней в плане идей, т.е. это уровень проявления идей.

Энергия – мера движения материи, количественная мера определенного вида движения материи при ее превращении из одного вида в другой.

Будучи характерной движения материи, энергией всегда определяет способность системы совершать определенную работу.

Формы энергии: механическая (кинетическая, потенциальная, гравитационная, тепловая, химическая, электрическая.

Энергетические превращения в организме происходят в основном в пределах этих форм.

Работа – это мера превращения энергии из одной формы в другую (мера изменения энергии).

Абстрактные системы могут быть представлены в виде понятий, гипотез, теорий, научных знаний, лингвистических систем (языковых) и др.

На рис. 10 приведена обобщенная структурная схема абстрактной системы организации и построения картины мира в мышлении индивидуума в процессе познания окружающего мира и его социологизации.

Рис.8. Абстрактные системы

БД – база данных; СУБД – система управления БД; КМ – картина мира.

Системные принципы:

1) целостности (принципиальная несводимость свойства системы к сумме свойств составляющих ее элементов и невыводимость из последних свойств целого; зависимость каждого элемента свойства и отношения системы от его места, функции и т.д. внутри целого)

2) структурности (возможности описания системы через установление ее структуры, т.е. сети связей и отношений системы, обусловленности поведения системы поведением ее отдельных элементов и свойствами ее структуры.

3) взаимозависимости системы и среды (система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия со средой, являясь при этом ведущим активным компонентом взаимодействия) – принцип внешнего дополнения.

4) иерархичности (каждый компонент системы, в свою очередь, может рассматриваться как система, а исследуемая в данном случае система представляет собой одни из компонентов более широкой системы) принцип «черного ящика»;

5) множественности описания каждой системы (в силу принципиальной сложности каждой системы ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный этап системы.

Происходящие в системах процессы различных энергетических преобразований изучаются наукой – термодинамикой. Поэтому, иногда такие системы называют термодинамическими.

В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой термодинамические системы бывают трех типов:

1) изолированные – системы, которые не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией, ни информацией;

2) замкнутые – системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, и энергией;

3) открытые – системы, которые обмениваются с окружающей средой и веществом, и энергией, и информацией.