Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.4. Закон неравновесных процессов
В обмене вещества и энергии в конце прошедшей эволюции Вселенной произошли чудесные превращения на планете Земля. Биологическая жизнь на планете возникла относительно быстро, и некоторые бактерии имеют возраст более 4,2 млрд. лет. Эволюция создала человека, который активно вводит в вещественно-энергетический обмен информацию, то есть меру взаимодействия.
Неравновесное состояние любой системы в динамике хорошо описывает закон, который был назван нами биотехническим (дословно: мастерство жизни) [40-65].
Для инженерной экологии, природообустройства и природопользования, территориального хозяйствования и других видов эколого-экономической деятельности, связанных с природными объектами и экономическими системами, сумма сил действия и противодействия, составляющая по абсолютной величине меру взаимодействия, переходит в общий принцип академика В.И. Вернадского.
Он утверждал, что все экологические ниши на Земле остаются (в ходе регулярной смены биосферы и отдельных биоценозов на другие) заполненными и суммарная масса биосферы достоверно не меняется. Этот закон пока недоказуем, но на короткий период времени существования человечества, как аксиоматический принцип, вполне применим.
По нашему мнению, эта общая масса биосферы в ходе её эволюции образует энергетический импульс жизни на планете Земля. Еще раз подчеркнем, что направление сил взаимодействия принимаем в виде стрелы времени Хокинга. Поэтому биотехнический закон определяет изменение только значений сил взаимодействия, не затрагивая направления и ориентацию самих сил взаимодействия.
В наиболее общем виде биотехнический закон формулируется следующим образом: в процессах жизнедеятельности и эволюции биологических и биогенных объектов действие не равно противодействию. Равенство сил действия и противодействия (по третьему закону Ньютона) наблюдается только при переходе от роста к отмиранию, то есть проявляется как частный (одномоментный во времени) случай [40, c.39].
Направление стрелы времени ориентировано в переходе от роста к отмиранию. Поэтому обратного направления от отмирания к росту и развитию живого вещества в природе нашей Вселенной нет.
Предлагаемый нами закон кратко формулируется так: Действие не равно противодействию. Предложенное название «биотехнический закон» указывает на мастерство жизни (teсhne - мастерство, bio - жизнь), то есть этот устойчивый закон, показывающий совместное изменение во времени одновременно роста и спада (гибели). Он проявляется в тех объектах и предметах исследования, в которых в какой-то мере присутствует жизнь в настоящем времени (или находились её проявления в прошлом, или проявятся в будущем), поэтому должно, безусловно, проявляться и мастерство биологической жизни.
Таким образом, указанный биотехнический принцип предполагает в инженерной экологии безоговорочный переход от антропоцентризма к биоцентризму при изучении и проектировании любой деятельности человека. Человек является только частью природы, поэтому свое действие на природу он должен соразмерять (находить и придерживаться пределов роста) с возможностями (пределами противодействия антропогенному действию) окружающей природной среды.
Статистическим исследованиям подвергается только второй вид изменения сил взаимодействия - это экспериментальное или не экспериментальное (пассивный и эволюционный эксперименты) изучение изменений физической величины, то есть скалярных значений, этих сил взаимодействия. А их противопоставление дает обоснование экологических механизмов, позволяющих управлять динамикой процессов природопользования в рамках до пределов роста и гибели экосистем.
Смена направления сил (например, сукцессия экосистемы или революционное влияние экологического события на экологический режим территории) пока нами не учитывается, так как они отображаются чаще всего импульсными функциями, поэтому большинство примеров в таких случаях исследования получает только содержательное объяснение.
Из такого сравнения можем заключить, что биотехнический закон рассматривает, прежде всего, количественное соотношение сил действия и противодействия. При этом должно быть заранее (до моделирования) известно, что при переходах от одного цикла к другому не происходит изменений направления этих взаимодействующих сил.
В ходе идентификации алгебраической формулы биотехнического принципа постоянно (априори до моделирования и апостериори в ходе моделирования) приходится задаваться вопросами: как эти силы возникают, и почему происходит деформация идеального цикла в реальном явлении (в период исследования перед исследователем проходит процесс как дискретная последовательность причинно-следственных явлений) [40-65]. Но жизнь человека по сравнению с деревом ели коротка. Поэтому он не сможет физически измерять ощущениями поведение лесных деревьев, поэтому нужны косвенные методы измерения биоэнергетики взаимодействий в популяции деревьев.
На основе биотехнического закона в каждом конкретном случае исследований выполняется качественная (эвристическая) и количественная (статистическая) интерпретация.
В книгах и статьях [40-65] на многих примерах (более 15 тысяч) показано существование биотехнического закона в различных количественных соотношениях взаимодействия как внутри, так и вне организмов, а также в природных и природно-техногенных (в том числе и природно-антропогенных) объектах.
Можно обобщить, утверждая, что там, где есть взаимодействие, есть и проявление биотехнического закона [40, c.39]. Теперь, на основе многих других научных работ, мы утверждаем еще большее: там, где есть проявление биотехнического закона, там возможно (хотя бы фрагментарно) изучение реального цикла взаимодействия с учетом устойчивых законов и свойств идеального цикла.