Глава 13. Действие

Именно знание механизмов систем рано или 
поздно даст возможность перейти к самым 
плодотворным прикладным исследованиям, 
при условии, однако, что мы не будем 
вести поиски поспешно и не станем 
ограничивать себя ими, забывая под 
предлогом бесполезности для сегодняшней 
практики общие проблемы.

Ж. Пиаже

Фундаментальное значение во взаимодействии тел, а следовательно, в поддержании хорионов имеют излучения и гравитация. Исключительные качества солнечной радиации в сочетании с периодичностью облучения предопределили прямую и косвенную зависимость от Солнца множества земных хорионов, больших и малых. Не случайно первый в истории науки труд о биосфере, "рассматриваемой как единое целое, как закономерное проявление механизма планеты", В. И. Вернадский начал с картины излучений. В обобщении Вернадского нашли отражение научные достижения XIX в. в познании Земли, позволившие еще Э. Геккелю утверждать, что "вся индивидуальная жизнь этого шара - результат действия солнечного света". Но сама идея созидающей роли Солнца первоначально в виде солярного культа оформилась в глубокой древности - 3400 лет назад египтяне эпохи Эхнатона обращались к светилу со словами гимна: "Твои лучи объем лют землю, все, что тобою сотворено".

Под влиянием сил тяготения в хорионах происходят необратимые явления различного масштаба - от уплотнения ядра планеты и удаления от нее Луны до оползания обломочного материала на склонах и осаждения взвесей. Но при некоторых условиях энергия гравитации может сообщать импульс стационарным и квазистационарным процессам, как простым (вроде вращения небесных тел), так и сложным.

Инсоляция и гравитация - тот фон, на котором развертываются события жизни земных и внеземных хорионов.

Механизмы хорионов. Перейдем к описанию тех эффектов, которыми сопровождается поступление энергии, для чего обратимся к анализу фундаментальных связей.

Тела, входящие в хорионы, крайне неоднородны и, обладая сродством, совместимостью в отношениях, определяемых наличием общих степеней свободы, взаимодействуют лишь отдельными сторонами. Содержание таких контактов имеет универсальный характер, зависящий от свойств простейших тел. Вот почему механизмы систем при всем богатстве потенций их составляющих выражаются в небольшом наборе процессов. Природу фундаментальных связей в хорионах можно определить как явление массоэнергопереноса и его блокирования.

Сплачивая систему, связи вместе с тем разъединяют части ее подсистем и в свою очередь представляют собой результат разъединения частей надсистемы, которое создает необходимый для движения градиент. Так, конвекция смешивает воздух нижних и верхних слоев, разделяя положительные и отрицательные электрические заряды в облаках, в то время как сама она порождается вертикальным тепловым контрастом в столбе атмосферы.

Механизмы хорионов обнаруживаются при выявлении многократно повторяющихся событий во взаимодействии пар тел. Если, таким образом, зафиксировать то главное, что свойственно всем процессам соприкосновения, то можно условно выделить следующие шесть основных комплексов элементарных эффектов, отличающихся прежде всего спецификой начального импульса: 1) гравитационный, 2) электромагнитный, 3) тепловой, 4) радиационный, 5) волновой, 6) кондуктивный.

Перечисленные комплексы эффектов¹ и есть механизмы хорионов. При сопоставлении присущих им процессов, а также их продуктов обращает на себя внимание глубокое сходство между ними. Любое воздействие одного тела на другое через физические поля (1-й, 2-й и 3-й механизмы), излучения (4-й механизм), упругие волны (5-й механизм) и массоперенос (6-й механизм), за редкими исключениями, всегда бывает сопряжено, во-первых, с частичным отражением передаваемой субстанции от пограничной поверхности, во-вторых, с частичной обратной отдачей поступившей субстанции в среду, в-третьих, с частичным поглощением субстанции приемников и, в-четвертых, с частичным пропусканием ее через тело. Конкретные модификации того или иного процесса различны и зависят от типа механизма и свойств соприкасающихся тел.

¹ (Названия механизмов даны по генерирующему фактору.)

Процесс отражения в его наиболее совершенном виде воплощен в радиационном и волновом механизмах, где подчиняется строгим, поэтому хорошо изученным правилам; в гравитационном механизме он проявляется в довольно однообразных движениях оплывания, растекания и оползания под действием силы тяжести масс холодного воздуха, низкотемпературной и минерализованной воды, монолитных или рыхлых пород; в кондуктивном же механизме отражение принимает самое большое число форм - это вынужденные ветры и поверхностный сток атмосферных осадков, восходящее скольжение по фронту и прибрежные, зависящие от рельефа течения в водоемах, бегство жертв при неудачном нападении хищников и перемещение отвалов при добыче полезных ископаемых.

Отдача субстанции в среду выражается, например, в выталкивании блоков земной коры из мантии при изостазии, потерях заряженных частиц магнитной ловушкой, созданной скоплениями железа, в индуцировании вторичных электрических полей горными вершинами, собственном излучении подстилающей поверхности, шуме леса при шторме, испарении выпавшего дождя, образовании кормовых остатков, утечках из оросительных сетей, отделении примесей при обогащении руд, выбраковке изделий и других им подобных процессах, когда наблюдается возврат субстанции во внешнюю среду.

Поглощение телами полей, волн и потоков вещества демонстрирует множество известных явлений, функциональная общность которых достаточно очевидна.

Что касается эффекта пропускания, то этот последний характеризуется такими процессами, как распространение магнитного поля ядра Земли через проницаемую атмосферу, вхождение атмосферных токов проводимости в почву, проникновение радиации сквозь лист растения, преломление сейсмических волн, подземный сток в реки, поступление терригенных осадков на морское дно, подъем фосфатов к дневной поверхности из глубин в зоне апвеллинга, дыхание водных животных, транспирация, опад, наследование родительских признаков организмами, передача заимствованной технологии и т. д. Излишне подробно останавливаться на том, что тот или иной феномен, скажем теплоперенос, может при разных условиях представать перед нами как различные процессы.

В перечисленных эффектах последовательно возрастает степень трансформации телом приходящей субстанции, наименьшая при отражении и наибольшая при поглощении и пропускании.

Таким образом, благодаря соприкосновению пар тел вместо единого потока субстанции возникает четыре самостоятельных потока. Однако ветвление потоков, испускаемых самопроизвольно или вынужденно всяким телом, далеко не ограничивается простыми процессами отражения, отдачи, поглощения и пропускания, примеры которых приводились выше. В действительности каждый из них имеет композиционную природу и при ближайшем рассмотрении оказывается как бы пучком.

Подобно тому как солнечный луч в насыщенном влагой воздухе преломляется радугой, любое из четырех основных следствий соприкосновения тел раскладывается на подследствия. Скажем, при отражении атмосферных осадков со склона можно наблюдать помимо поверхностного стока звуковые волны, тепловое излучение и ионизацию (эффект Ленарда); поглощение радиации озером состоит в процессах теплового колебания молекул, переноса инфракрасного излучения, молекулярной и турбулентной теплопроводности, фотосинтеза и т. д. Иллюстрирование явления описываемой дивергенции легко продолжить. Эта дивергенция в общем объясняется неодинаковой изменчивостью компонентов потока субстанции и способностью их к превращениям. Воздействия шести выделенных механизмов, а именно влияния полей, радиации, волн и массопереноса, при контакте потока с приемником спонтанно переходят из одних видов в другие, например волнение у берега океана порождает электричество, теплоту, сейсмические колебания, течения. В соответствии со вторым началом термодинамики обязательная составляющая всех превращений - теплоперенос. Реальный спектр процессов показан на рис. 52.

Рис. 52. Потоки в оболочке озерной геосистемы

По указанным причинам процессы отражения, отдачи, поглощения и пропускания субстанции кроме основных эффектов имеют не менее одного-двух, а то и нескольких побочных эффектов каждый.

До сих пор мы не касались процессов, происходящих в теледоноре, т. е. передатчике, откуда поступают вещество и энергия в тело-приемник взаимодействующей пары. Они сводятся в сущности к процессам, компенсирующим расход на испускание потока. Их, как отмечалось в гл. 2, четыре: пополнение, подача, подпитывание и перехват.

В процесс пополнения вовлекаются внутренние запасы вещества и энергии, мобилизуемые электрическими токами, излучениями, волнами, ветрами, течениями, миграциями организмов и прочими движениями. Пополнение в открытых живых телах идет также за счет размножения. В закрытых телах, вынужденно участвующих в массопереносе, оно выражается в смещении стенок образующихся полостей (карстовых воронок, оврагов, карьеров и т. п.), которое выравнивает депрессию.

Процесс подачи заключается в прямом поступлении субстанции из окружающей среды; примерами его могут служить в случае полевых механизмов токи проводимости в атмосфере и освещение лучами Солнца земной поверхности, в случае волнового механизма - приливы и приход зыби от далекой бури в морской залив, в случае кондуктивного механизма обезвоживание магмы в вулкане, адвекция воздушных масс, плоскостной смыв мелкозема в русла, диффузия ионов из раствора в корни растений, доставка реками аллохтонного детрита в озера, пастьба скота и т. д. При истечении массы из закрытых минеральных тел, вызванном вымыванием, суффозией, выщелачиванием, рытьем нор или добычей полезного ископаемого, убыль, естественно, возмещается инородным веществом, чаще всего водой и воздухом.

Процесс подпитывания представляется как вовлечение субстанции в испускаемый телом-передатчиком поток. К такого рода процессам относятся, скажем, электромагнитная индукция морских течений, перенос излучения в атмосфере, интерференция фронтально и косо набегающих в пролив волн, затягивание воздуха циклоном, конденсация водяного пара в леднике, оползание почв по склону вместе с нижним оплывающим разжиженным грунтом, захватывание животными с пищей мелких организмов, съедобных и несъедобных (паразитов в том числе).

Перехват есть процесс извлечения субстанции из постороннего тела для тела-передатчика. Он проявляется, в частности, в наведении магнитным полем токов в океане, рефракции ветровых волн у берега, эффективном излучении приземного слоя воздуха, задерживании снегом идущего из почвы тепла, переливе соленых вод в депрессионную воронку у скважины, во вторжении холодных масс в тыл циклона, в извлечении питательных солей корнями деревьев из мицелия гриба-микоризообразователя, во вселении мышевидных грызунов на территорию охотничьего участка какого-либо хищника после вылова им прежних ее обитателей и т. п.

Приведенные примеры компенсирующих процессов касались в основном природных явлений, но эти процессы присущи и общественной сфере. Более того, один и тот же механизм может непосредственно связывать (естественные тела с телами техническими, экономическими и социальными, .и наоборот, что постоянно наблюдается в областях деятельности, направленных на добычу сырья и выведение отходов.

Пополнение, подача, подпитывание и перехват отличаются между собой не только своим вкладом в покрытие расходов на поддержание потока, но и степенью влияния порождающих тел. Подача субстанции независима от испускания потока, в подпитывании сказывается действие на близком расстоянии, перехват же субстанции определяется дальнодействием.

Процессы компенсации, давая начало потоку, стягивающему пару тел, как бы сходятся и тем самым выполняют интегрирующие функции в механизмах. Но вместе с тем они играют и противоположную роль, обусловливая дифференциацию в телах, полях и волнах, если испускание конструктивного потока возбуждается телом-приемником (в случаях, аналогичных дренированию рекой подземных водоносных горизонтов, питанию хищников, рыбной ловле, рубке леса и т. п.).

Изложенное выше позволяет схематически представить вещественный механизм хорионов как динамическое единство процессов взаимодействия пары тел. Знаменателен в этом механизме феномен симметрии: деление его на приходную и расходную части, где совершается дивергенция и конвергенция потоков, в которых независимо от конкретного вида движущейся субстанции принимают участие четыре и только четыре типа основных процессов с каждой стороны. Симметрия обнаруживается и в оппозиции процессов пополнения и поглощения, подачи и пропускания, подпитывания и отражения, перехвата и отдачи.

До сих пор речь шла об однонаправленных перемещениях, связанных с прямым контактом тел. Кроме этой простой формы взаимодействия есть и более сложная - возникновение круговорота вещества у границы (см. рис. 53). Если два тела,, обладающих сродством в каком-то отношении, но отличающихся по своим параметрам, соприкасаются между собой, то в них может начаться процесс циркуляции; примером тому служит конвекция. Подобные явления следует рассматривать как один из вариантов процессов поглощения и пропускания. Однако циркуляция часто бывает в природе и чисто внешним для пары тел явлением, когда оба они контактируют с третьим телом, которое обладает текучестью или способно пропускать потоки.

Рис. 53. Схема циркуляции

Общая теория эффектов пограничного круговорота предложена А. И. Вейником (1973), развившим концепцию термодинамической пары. В ней используются понятия обобщенного заряда и обобщенного потенциала. С помощью первого из них дается абсолютное выражение экстенсивных свойств рассматриваемых тел (их массы, объема, теплосодержания, количества электричества и др.), второй же отражает качества интенсивности, характеризуя вклад заряда в суммарную энергию тела такими показателями, как давление, температура, электрическое напряжение и пр. Разность потенциалов и служит причиной движения субстанции в паре тел.

Указанные понятия удобно использовать при изучении хорионов. К ним лишь следует добавить понятие расхода или мощности потока.

Итак, мы теперь располагаем понятийной основой для описания функционирования нуклеарных систем. В терминах динамики можно сформулировать задачу таким образом: есть некоторое тело, обладающее определенным набором зарядов, при соприкосновении с другими телами возникают разности потенциалов, которые служат причиной движения субстанции в различных направлениях.

Благодаря потокам, транспортирующим полученные доли заряда ядра или тел-приемников, с течением времени формируются новые, вторичные тела с определенными зарядами. Формирование новых тел даже при отсутствии массопереноса обусловлено тем, что поступление любого заряда приводит к изменению в той или иной мере многих показателей обращенной к потоку стороны тела и его частичному отделению, скажем, приход тепла из почвы в мерзлый грунт приводит к образованию талого слоя, приход волновой энергии к берегу создает нагон и т. д. Накопление зарядов происходит, естественно, в результате действия конверсионных потоков, непрерывно черпающих субстанцию из ядра. В компенсационных потоках суммарный заряд равен мгновенному.

Теперь мы должны вновь вернуться к рассмотрению более сложной формы движений - к циркуляции. Специфика кругового движения зарядов в соприкасающихся телах состоит в том, что его порождает разность потенциалов, связанная с зарядами иного рода.

Например, разность температур между двумя водными массами в океане может создать электрическое напряжение. Начнется движение отрицательных и положительных зарядов в разные стороны, т. е. возникнет электрический ток (эффект Зеебека). В случае непосредственного контакта субстанция циркулирует в одном или одновременно в двух телах. Большее географическое значение, без сомнения, имеет регулярное весеннее и осеннее перемешивание озер внетропической зоны (димиктических, по Д. Хатчинсону). Кондуктивный механизм с циркуляционным процессом поглощения свойствен, например, практически всем голомиктическим озерам (где перемешиванием охвачена вся водная толща), за исключением некоторых арктических.

При опосредованном контакте в круговорот втягивается масса тела-проводника. Хорошая иллюстрация явления - бризовая и муссонная циркуляция. Такие механизмы (с тремя зарядами) встречаются не только в чисто естественных хорионах, на них основано функционирование хорионов с хозяйственными ядрами. В этих хорионах роль тела-проводника играет торговля, с помощью которой циркулируют товары. Интересно, что в процессе торгового обращения строго соблюдается отмеченная выше специфика генезиса кругового движения, а именно движение и здесь, как обычно, поддерживается разностью потенциалов сцепленного заряда (между потребителем и производителем), а циркулирует эквивалент стоимости - деньги.

Приведенные примеры трехзарядных механизмов относятся к двум различным случаям круговорота, когда циркуляционное кольцо охватывает оба тела и когда оно обособлено. Как правило, наряду с оборотом субстанции в кондуктивном механизме существует побочное однонаправленное перемещение элементов заряда, вызвавшего циркуляцию (тепла в примере с бризами и муссонами и товаров в примере с экономикой).

Специфичность информационного воздействия дает основания к выделению особого сигнального механизма хорионов. Сигнальным механизмом обладают системы с лабильными телами, наделенными достаточно большой внутренней энергией. В число подобных тел прежде всего входят живые организмы, кроме того, к нему относятся тела социальной, экономической и технической природы. Минеральные по составу тела почти не способны усваивать сигналы, так как не имеют необходимого для многократной разрядки количества свободной энергии (от информационного воздействия в данном случае нужно отличать эффекты достижения критических точек и цепные реакции).

Значение сигнального механизма в хорионах исключительно велико, ибо им обеспечивается дальнодействие информирующих и информируемых тел, а оно во многом определяет пространственно-временные черты структуры и организации системы. Поглощая сигналы, лабильные тела с избыточным энергетическим зарядом реагируют на окружение скачкообразными изменениями состояния и перемещениями до физического соприкосновения с ними. Функцию материальных носителей сигналов выполняют знаки, которые являются либо результатом целенаправленной деятельности информирующих тел, либо продуктом запрограммированного поведения информируемых тел. Как знаки воспринимаются, во-первых, отдельные стороны тел - их форма (например, силуэт хищника или жертвы), части и свойства (кроны деревьев, крупные плоды, цвет оперения птиц, вид скал в горах, влажность субстрата и т. п.), отделяющиеся частицы и молекулы (чаще всего пахнущих веществ), во-вторых, продукты метаболизма (выдыхаемая углекислота, помет и иные), в-третьих, испускаемые излучения и волны (тепло, свет, звуки), в-четвертых, следы (отпечатки, остатки и пр.), в-пятых, преобразованные объекты (выбросы почвы и грунта у нор землероев, метки медведей и других зверей, гнезда, одежда, книги, деньги и пр.), в-шестых, предвестники грядущих событий (рядовых и нерядовых).

Сигнальный механизм по своему действию и устройству вполне аналогичен другим шести механизмам, разобранным выше, и в нем также совершаются отражение, поглощение, пополнение и прочие элементарные процессы движения субстанции. При известной разности потенциалов между вещественными зарядами может наблюдаться не только односторонний перенос, но и циркуляция знаков, которая достигает высшей степени проявления в общественных системах. Скажем, градиент потребительной стоимости создает обращение денег как эквивалента стоимости, градиент людности города и сельской местности порождает круговорот предметов духовной культуры. И наоборот, информационные градиенты способны питать потоки товаров (между технологически передовыми и развивающимися странами и регионами) и людей (что выражается, к примеру, в выездах молодежи на учебу и возвращении специалистов, в миграциях в период отдыха и т. п.). Подобие процессов циркуляции во всех механизмах хорионов очевидно, причем и в тех случаях, когда мы имеем дело с экономическими и социальными явлениями, соблюдается правило сцепления, согласно которому разность потенциалов одного заряда приводит в круговое движение другой заряд. Как всегда, изоморфизм здесь означает структурно-организационное сходство, но никак не сходство субстратное.

Обратимся теперь к множественным связям.

Ветвление в хорионах. Импульсы, идущие от ядра к ядру, встречаясь с окружающими телами или выходя из них, вызывают к жизни массу вторичных потоков, которые либо заканчиваются, либо начинаются новообразованными телами. Каждое из побочных тел приобретает определенную совокупность зарядов и благодаря возникшей при контакте с соседними телами разности потенциалов уже функционирует в составе спутниковых механизмов, передающих на периферию полученный из центра импульс. Так появляется следующая генерация конверсионных и компенсационных процессов со своими продуктами - огромным количеством тел третьего поколения. С дальнейшим распространением возмущения в среде события вновь и вновь повторяются, так как взаимодействие тел всегда протекает однотипно. Перед нами - разветвленная цепная реакция.

Тела, возникшие как следствие воздействия ядра системы, сами превращаются в ядра дочерних систем, будучи производными центрами активности. С продвижением импульса от главного ядра лавинообразно умножаются эффекты трансформации среды. Описание столь сложного образования, каким является оболочка хорионов, выдвигает перед исследователем проблему сжатого представления полученных сведений. В словесной характеристике нельзя полностью отразить даже начальные этапы ветвления. Поэтому большая информационная нагрузка приходится на средства графического изображения. Показ же реальных систем во всей их дробности вообще немыслим без специальных условных обозначений, которые до сего времени отсутствовали, так как наука не была подготовлена к оперированию ими.

Располагая комплектом географических знаков, можно попытаться воспроизвести более или менее наглядно некоторые закономерности сцепления тел и процессов в разных хорионах. Однако серьезный недостаток всех графических схем, в том числе и помещаемых здесь, заключается в трудоемкости их создания и сравнительно больших размерах. В целях повышения информационной плотности географических сообщений и сближения иллюстративного материала с текстовым требуется осуществить переход к более простой символике, в идеале - к знакам.

Концепция нуклеарных систем позволяет ввести в географию новый для нее язык - язык формул. Этот язык фиксирует общие свойства хорионов, отвлекаясь от их индивидуальных особенностей. В нем отражены самые существенные черты функциональных механизмов и разветвленных цепных реакций в хорионах как многократных повторений процессов конверсии и компенсации. При отборе знаков была учтена специфика моделирования на ЭВМ, что облегчает решение актуальной задачи формализации в географии. В табл. 6 приведены базовые элементы предлагаемого языка.

Таблица 6. Условные обозначения для компактного описания хорионов

С помощью этих знаков в принципе можно записать события функционирования хорионов. Например, последствия речного стока кратко изображаются следующим образом:

где Iа/, IIа/, IIIа/ и т. д. - цепочки геосистем; В: - волновой механизм; /ЦИ/ -циклоны; ГХ - горный хребет; пре: - процесс преобразования; (СН) - снежный покров; + - суммирование эффектов; ... - обрыв цепочки; К: - кондуктивный механизм (перенос субстанции); /СН/ -снежный покров как ядро системы; РА - поле, солнечная радиация; (СТ) - сток; /СТ/ - сток как ядро системы; ПО - почвы; пог: - процесс поглощения; (ПН) - поток наносов; /ПН/ - поток наносов как ядро системы; РУ - русло; (РЕ) - река; /РЕ/ - река как ядро системы; БЕ - берег; (ИЛ) - ил; /ИЛ/ - иловые отложения как ядро системы; ЛУ - луговая растительность; (AT) - поглощенные из ила атомы; ЗВа - зона влияния; //AT - сосредоточение атомов в фитомассе; ТЖ - травоядные животные; ((А - ареол рассеяния.

Эффекты из третьей ветви речного хориона, представляющие собой процесс и продукт поглощения питательных солей растениями из наилка, есть не что иное, как группа конечных элементов системы. Далее процесс ветвления не идет - все захваченные корнями ионы идентичны и вклад реки в построение тканей пойменных растений физически неотделим от вклада других источников, хотя его размеры легко установить статистическим путем. Этот пример демонстрирует важную особенность хорионов, а именно конечность ветвей.

Увеличение числа эффектов влияния ядра сопровождается расщеплением, но в какой-то момент достигается предел. Он наступает тогда, когда производное тело становится принадлежностью одновременно нескольких хорионов, когда в теле смыкаются цепочки причинно-следственных связей, идущие от разных ядер. Мощным фактором ограничения длины цепочек выступают живые организмы, как бы собирающие в себе разнородные потоки. Еще одним фокусом, в котором сходятся импульсы от разных центров активности, служат любые потоки, в особенности воды.

Длина цепочек и число узлов ветвления на них зависят от свойств ядра и окружающих его тел. В некоторых системах акты ветвления наблюдаются вдоль одной цепочки до 10 раз. Для того чтобы так далеко продвинуть продукты, ядро должно обладать значительными размерами и находиться в среде с высокой пропускной способностью.

Проникновению импульсов в оболочки хорионов особенно способствует хозяйственная деятельность человека, мобилизующего огромные количества свободной энергии. Например, изучение системы, функционирующей на основе разработки крупнейшего в мире месторождения апатитов в Хибинах, приводит к выводу, что ее самые длинные ветви, где действуют кондуктив-ные механизмы по переносу фосфора от залежей к посевам на поля, заканчиваются на XIV-XV очереди. В системе, созданной ГЭС большой мощности, насчитывается не менее 10 узлов ветвления, но далеко не во всех цепочках.

Дальнодействию - и пространственному, и функциональному - ставят предел повсюду в природе и обществе происходящие процессы интеграции, слияния потоков.

Какова в таком случае разветвленность глобальных систем, например грандиозных хорионов, образованных океанами? О ней свидетельствует тот факт, что природная часть цепочек Атлантической системы заканчивается максимум на XII очереди.

Любопытно сопоставить приведенные данные с известными результатами изучения трофических связей. Совершенно очевидно, что перенос вещества и энергии в сообществах от синтезирующих организмов представляет собой одно из проявлений соприкосновения тел. Поэтому уже априори здесь, видимо, не следует ожидать серьезных отклонений от установленного порядка. И действительно, количество трофических уровней в наземных и водных сообществах, т. е. тех же узлов ветвления в хорионах, базирующихся на синтезирующих дробянках, водорослях и растениях, судя по опубликованным данным, обычно варьирует от 4 до 6.

Безусловный характер феномена ветвления хорионов, одновременно и беспрерывного, и конечного, наводит на мысль о действии каких-то фундаментальных законов, которые известны пока по отдельным частным выражениям. Но прежде чем подойти к обобщению эмпирических данных, касающихся последствий соприкосновения тел, необходимо остановиться еще на одном моменте.

Эффекты обратных связей. Двигаясь в оболочке хориона, импульс может возвратиться в ядро. При этом наблюдаются все те процессы конверсии и компенсации, что обычно следуют за контактом двух тел. Поглощение ядром потока из своей оболочки влечет за собой выделение внутри его экзогенного тела. Так складывается особая разновидность цепочки, которая замыкается кольцом на ядре и вместе с тем, имея собственный конечный продукт в виде новообразованного тела, формируется как разомкнутая, подобно всем ветвям хорионов. Отсюда проистекает специфика обратных связей в системах рассматриваемого типа.

Обратные связи в хорионах бывают простыми двучленными, когда они замыкаются на следствии II очереди, трехчленными и многочленными.

Уже после контакта ядра с ближайшими телами начальный импульс претерпевает рассеивание, когда из одного конструктивного потока рождаются потоки четырех типов (отражения, поглощения, отдачи и пропускания), и при обратном вхождении в ядро, которое также делит встречный поток, он сохраняет лишь долю былой мощности. Поэтому даже простые обратные связи - а надо напомнить, что пока речь идет о кратковременных явлениях функционирования - влекут за собой эффекты относительно малого масштаба, особенно при взаимодействии минеральных тел. Примером такого эффекта, обусловленного 1двумя тепловыми механизмами, может служить зимнее прогревание глубинных слоев озер до температуры 2-4° за счет запасов тепла, накопленных чашей. Другой пример - поглощение земной поверхностью встречного излучения атмосферы в ночное время. Зарегистрированы эффекты передачи волновой энергии в упругих телах вновь к источнику колебаний. Иллюстрации результатов действия двух кондуктивных механизмов в замкнутом контуре легче всего найти там, где в системе движется вода; одна из них - это обратный сток просочившихся из водохранилища в заболоченные берега вод, которые, отличаясь низким содержанием кислорода, питают заморные заливы.

При взаимодействии ядер, состоящих из неживого вещества, с организмами обратный поток часто обладает сравнительно большой силой. Очень интенсивны, например, потоки химических элементов, отдаваемых в среду сульфатредуцирующими бактериями и железобактериями. Известно изменение состава растворов из-за активного выделения метаболитов популяциями планк-ггонных водорослей. Наземные растения возвращают часть извлеченных из почвы питательных солей с опадом. Характерно, что при соприкосновении организмов с минеральными телами фактически нет полного замыкания и от этих тел как бы отщепляются тонкие пограничные образования. Типичный его образец - аккумулятивный горизонт в почве.

Обмен еще более активен в системах, ядро и внутренний слой оболочки которых созданы организмами. Напряженность его в общем возрастает с повышением уровня организации, а также с увеличением степени сродства контактирующих тел. Она достигает предела в симбиозе.

Самая тесная обратная связь наблюдается в техногенных хорионах, где часто искусственно стерта грань между ядром и оболочкой и тело-передатчик реагирует как единое целое на вернувшийся к нему собственный импульс.

В трехчленных круговых цепочках, замыкающихся на следствиях III порядка, мощность ретранслированного импульса, естественно, оказывается очень низкой. В живой природе трехчленные обратные связи хорионов могут нести существенную нагрузку, обеспечивая целостность сообщества. И даже многочленные обратные связи между организмами сохраняют свое значение в функционировании, между тем вклад аналогичного взаимодействия минеральных тел становится исчезающе малым при ограниченных размерах системы. В качестве примера жизненно важных функций длинных замкнутых цепочек следует указать на круговорот зольных элементов в сообществах, который, как и любой цикл, не бывает полным. В отдельных случаях довольно высокой удельной мощностью отличаются циклические потоки между отдельными популяциями растений, животных, бактериями и почвой (скажем, деревьями и массовыми хвое- и листогрызущими насекомыми). Постепенно выясняется место многочисленных обратных сеязей в круговороте углерода и азота в водных системах, где имеются благоприятные предпосылки для обращения импульсов. Установлены факты циркуляции азота в наземных хорионах, причем образованных и сообществами, и отдельными организмами, вплоть до таких систем, где ветвь круговорота включает растения, обитающие на них тлю, бактерии и почву.

Выше было упомянуто о слабом влиянии длинных замкнутых цепочек на функционирование хорионов с минеральными ядрами небольшой величины. Фактор масштаба отмечен не случайно. С ростом системы увеличивается вероятность неоднократного замыкания цепочек, облегчается ретрансляция импульса. Поэтому показатели оборота субстанции тем выше, чем больше площадь ядра. В качестве иллюстрации сказанного приведем факт зависимости коэффициента влагооборота от размера территорий и акваторий. В региональных системах (их площадь измеряется миллионами квадратных километров) за счет собственного пара выпадает 15-25% осадков (вместо максимальных 5% у локальных систем). В глобальной системе Евразии этот показатель оборота достигает 50%. На всем земном шаре влагообмен интенсивнее, чем в Евразии, примерно в 6 раз.

Увеличение осадков благодаря притоку местного пара и другие сходные явления относятся к типу положительной обратной связи. При больших запасах свободной энергии, придающих термодинамическую неустойчивость телам, функционирование ветвей хориона в режиме положительной обратной связи бывает сопряжено с эффектом стимулирования, т. е. начальный толчок вызывает несоразмерно мощные движения. Яркие примеры эффекта стимулирования - углубление тропического циклона над прогретым океаном и сход лавин вследствие сублимационного метаморфизма (диафтореза) в толще снега над излучающим тепло грунтом. Стимулирование и более простое, соответствующее величине передаваемого заряда форсирование играют важную роль в действии систем, где ядро и ближайшее окружение ядра составляют высокоорганизованные тела живой природы и общества. Резкое усиление начального воздействия при обращении часто происходит в результате работы сигнальных механизмов.

Чрезвычайно разнообразны и многочисленны в хорионах эффекты отрицательной обратной связи, которая устанавливается при замыкании всех механизмов, подверженных кратковременным колебаниям. Простейший из них - смена направления индукционных токов по правилу Ленца, противодействующих возрастанию и убыванию магнитного поля. Аналогичный эффект наблюдается в растворах при внешних возмущениях, когда последние нейтрализуются в соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна обменными процессами, что обеспечивает поддержание равновесия, например, в цепочках тел океана (карбонатного, фосфатного, силикатного и пр.). Широко распространены явления отрицательной обратной связи в ветвях с кондуктив-ными механизмами, приводящими в движение макроскопические потоки вещества. Очень характерные для всего типа стабилизирующих взаимодействий процессы отмечаются во время прохождения волны половодья на реках, когда в начале вода фильтруется в берега, а в конце она возвращается в русло, тем самым выравнивая колебания расхода. Нечто подобное происходит при местных ветрах в горах, где долины обмениваются воздухом с боковыми ущельями притоков. Во всех этих случаях обнаруживается эффект регулирования, который способствует ослаблению потока с периодически меняющейся мощностью на стадии подъема и усилению его на стадии спада.

В созданных человеком хорионах регулирование приобрело значение важнейшего технологического приема при использовании природных ресурсов, сочетающем извлечение с восполнением. В биогенных хорионах переменные процессы оборота субстанции возможны обычно только при достаточной длине цепочки. Они выражаются, например, в ускорении разрушения живого и неживого органического вещества при недостатке химических элементов и в накоплении детрита при их избытке.

Благодаря инерционности тел, объединенных в цепочки обратных связей, возмущения должны порождать колебания в системе. Простые расчеты показывают, что колебания при однократной или многократной передаче заряда из-за огромных потерь на ветвление следует ожидать после контакта тел с высоким уровнем энергообеспеченности. Но при малых размерах систем их в природе практически трудно зарегистрировать в чистом виде, а у крупных систем они вовсе ненаблюдаемы по причине слишком большой длительности.

Поступление импульса в оболочку или ядро хориона при благоприятных условиях способно вызвать затухающие колебания.

Большее внимание привлекают к себе колебания второго рода, а именно автоколебания. Палеогеографический анализ со времен А. И. Воейкова свидетельствовал о том, что запечатленные в многочисленных следах периодические изменения обстановки на Земле, особенно в последние 1,5-2 млн лет, могут быть связаны с самопроизвольными колебаниями в оболочках. С помощью моделирования на ЭВМ удалось показать правдоподобность этих гипотез и выявить периоды автоколебаний различной длительности, обусловленных высокой теплоемкостью океана и массивностью ледниковых покровов на континентах. Размеры океана как ядра глобального хориона и замкнутость системы в пространстве земного шара определяют величину эффекта автоколебаний.

В системах локального размера автоколебания обычно возникают при соприкосновении живых тел. Сейчас накоплена обширная информация о динамике двухзвенных и отчасти трехзвенных цепочек связи между популяциями жертв и хищников в лабораторной среде, разработан математический аппарат для описания процессов взаимодействия в идеализированных системах. Инерционность популяций служит фактором, ведущим к запаздыванию фаз и падению численности организмов высших трофических уровней. Выявлению этого сдвига фаз в естественных сообществах препятствует изменчивая погода, накладывающая свой отпечаток на сообщества.

Планетарная система и миниатюрная система из лабораторного садка подобны и сходным образом функционируют в режиме автоколебаний.

Условий для многократного обращения в цепочках, связывающих живые тела с минеральными, в природе, видимо, нет, поэтому в большинстве локальных и региональных систем обнаружения спонтанных колебательных движений ожидать не следует.

Эффекты обратных связей в целом представляют собой одну из форм ветвления хорионов, хотя и весьма специфическую. За всеми формами ветвления кроются общие тенденции развития материи, установление которых означает открытие единых законов.

Законы дисперсии и кумуляции. Предыдущий материал обобщает факты принципиального значения. Эти факты - число их может быть сколь угодно увеличено-свидетельствуют о том, что воздействие одних начал (тел, полей, знаков и т. д.) на другие всегда влечет за собой разделение потоков субстанции, количество которых увеличивается более чем на порядок. Область распространения их в силу процессов конверсии и компенсации резко расширяется и охватывает большую часть окружающего пространства.

В разделении потоков очень важен энергетический аспект. Изучение механизмов рассматриваемых систем приводит к следующему заключению: при контакте обязательно происходит рассеяние энергии, несомой потоками массы, полями и волнами. Энергия скачкообразно рассеивается при переходе ее из одних видов в другие, рассеивается в пространстве и во времени. Передаваемый в паре тел заряд вызывает серию возмущений во внешней среде, которые распространяются в ней, постепенно угасая, по мере того как они удаляются от очага и уходит в прошлое причина, их породившая. Ослабление воздействия ядра происходит быстро, пропорционально кубу расстояния от него, ибо плотность энергии уменьшается с ростом объема оболочки системы. Мы сталкиваемся здесь с действием второго начала термодинамики.

Разделение потоков при ветвлении неизменно сопровождается дроблением тел. К дроблению ведет любая отдача и получение субстанции. Оно - неизбежное следствие соприкосновения тел. Собственно, уже геометрия тел, само отношение линейного размера к площади их поверхности, содержит в себе предпосылки установления множественных контактов каждого из них с соседними телами, а значит, и дробления (так, одно крупное водохранилище, как правило, окружено по берегам сотнями водных тел фильтрационного происхождения). Дробление есть дифференциация, увеличение разнообразия: если два подобных, но не сходных тела рождают массу инородных тел - это пространственный феномен, явление разноса вещественных продуктов контакта пары тел. Наконец, дробление совершается во времени: разные части тела, даже статичного, движутся неравномерно и оно растекается, подобно волне паводка на реке.

Все три вида дисперсии можно схематически изобразить пучками кривых. В этих кривых и отражено эмпирическое обобщение, сводящееся к тому, что при соприкосновении начал всегда и всюду идет их раздробление, разложение потоков и рассеяние энергии. Непрерывность дисперсии в земных хорионах поддерживается процессами дробления в Солнце и недрах планеты. Порывистое и безудержное расщепление хорионов составляет неотъемлемое и, быть может, самое характерное их свойство, в нем обнаруживается биение сил природы. Хорионы живут, ветвясь. Тенденции вырождения противостоит тенденция зарождения.

Разделение потоков более или менее постоянно уравновешивается соединением потоков в телах-передатчиках ядер и оболочек, а также в телах сферы влияния систем, где вклад каждой из них становится неразличимым.

Энергия в хорионах не только непрестанно рассеивается, но и вечно сохраняется и, накапливаясь в тех или иных емкостях, дает начало новым потокам.

Наряду с дроблением вещественных составляющих хорионов непрерывно совершается созидание новых тел. Как капель под сводами пещер рождает гигантские сталактиты и сталагмиты, так и все процессы завершаются образованием тела, судьба которого - подвергнуться неминуемому дроблению.

Итак, любое соприкосновение по необходимости влечет за собой кумуляцию, т. е. соединение потоков, сохранение энергии и созидание начал, ранее не существовавших.

В действии хорионов противоречиво сочетаются моменты расхождения и схождения.