СИСТЕМНЫЙ ВЗГЛЯД НА МИР

 

Инварианты Нелинейного Мира. Copyright © 2006 Попов В.П. All Rights Reserved

 

4.1 СИСТЕМНЫЙ ВЗГЛЯД НА МИР.

К 30-м годам 20 века в организменной биологии, гештальт психологии и экологии были сформулированы ключевые критерии системного мышления. Во всех этих областях изучение живых систем организмов, их частей и сообществ, привело ученых к одному и тому же типу мышления, в основе которого лежат понятия связности, взаимоотношений и контекста. Этот новый тип мышления был поддержан и революционными открытиями в квантовой физике, в мире атомов и субатомных частиц [27].

При переходе от механистического мышления к системному представления о взаимоотношениях между частями и целым приобретают противоположный характер. Картезианская наука полагала, что в любой сложной системе поведение целого может быть выведено из свойств его частей. Системная же наука показывает, что живые системы нельзя понять посредством анализа. Свойства частей могут быть поняты только в контексте целого.

Первые представления о системности зародились в античной философии в виде концепции упорядоченности и целостности бытия. Мифы Гомера представлялись в систематизированной и рациональной форме. В «Теогонии» Гесиода описывается величественный процесс рождения Мира из первоначального хаоса, в чём просматривается идея единства Мира. Космологический процесс описывался с помощью аналогий как процесс последовательного рождения богов. Сложные природные и социальные явления становились понятными и объяснимыми при сопоставлении их с соответствующими богами. А сама божественная генеалогия носила системный и упорядоченный характер [208]. Позже прозвучал знаменитый афоризм Гераклита: "Все течет …".

Мифологическое сознание противоречило новым знаниями. Возникла потребность в   мышлении, которое давало бы человеку мировоззренческую ориентацию и базировалась на знании, а не на мифе. Эту роль стала выполнять зародившаяся философия.

Всякий теоретически мыслящий человек во все эпохи создавал мыслимые системы. Примерами могут служить философская система Платона, логическая система Аристотеля, философия Гегеля, идеализм Канта, астрономические системы Птолемея, Кеплера, Галилея, кибернетические системы Винера, Эшби [93].

Большой вклад в развитие теории систем внесли россияне. Можно назвать Е.В. Федорова («Симметрия правильных систем фигур». 1891 г.), Д. И. Менделеева (периодическая система химических элементов), В. Вернадского (биогеохимия), В. Сукачева (теория биогеоценозов), А. Богданова (теория организации) и др. Три тома новаторской книги Богданова "Тектология" издавались на русском языке в период с 1912 по 1917 г. Широко обсуждавшееся немецкое издание вышло в 1928 году. Тем не менее, на Западе очень мало известно о первой версии общей теории систем и о предтече кибернетики. Даже в "Общей теории систем" Людвига фон Берталанфи, опубликованной в 1968 году и содержащей раздел по истории теории систем, не содержится ни одной ссылки на Богданова. Трудно понять, каким образом Берталанфи, высокообразованный человек, издававший все свои оригинальные труды на немецком языке, мог упустить работу Богданова [92].

В 20-е годы английский математик и философ Альфред Норт Уайтхед сформулировал философскую систему, строго ориентированную на процессы. В тот же период времени психолог Уолтер Кэннон, взяв за основу принцип постоянства внутренней среды организма, выдвинутый Клодом Бернаром, развил его в концепцию гомеостазиса как саморегулирующего механизма, который позволяет организмам поддерживать себя в состоянии динамического баланса, в то время как их переменные колеблются в допустимых пределах. Процессуальная философия психолога Уайтхеда, концепция гомеостазиса Кэннона и экспериментальные работы в области метаболизма оказали сильное влияние на Людвига фон Берталанфи и привели его к созданию «Теории открытых систем». В 40-е годы Берталанфи расширил свою концепцию и попытался объединить различные понятия системного мышления и организменной биологии в формальную теорию живых систем.

 Парадигма целостности, всеобщей связанности элементов мира окончательно оформилась в теорию систем в первой половине 20 века. Основоположником «Общей теории систем» (ОТС) принято считать Людвига фон Берталанфи, начавшего публиковать свои работы с 1938 года. Основными задачами ОТС Л. фон Берталанфи считал: формулирование общих принципов и установление точных законов в нефизических областях знаний (биология, социальная сфера); выявление изоморфизма законов в различных сферах знания. Берталанфи подчеркивал, что любой общий закон подразумевает определенную аналогию между объектами, подпадающими под его действие. Сравнивать можно только аналогичные объекты. Но как сравнивать вес и объем, вкус и размеры? Очевидно, для сравнения надо найти «нечто общее», что их объединяет. Л. фон Берталанфи посчитал, что общим является то, что все объекты есть системы [25]. Однако определение понятия «система» до сих пор не завершено.

Всё последующее развитие философии было спором о первоначале и о всеобщем. Философы искали нечто всеобщее, что объединяет все вещи и предметы мира (см. раздел 1.1 – 1.2). Сам факт признания, что Мир существует объективно, уже есть утверждение всеобщей сущности. Общность движения всех элементов мира, общность связей между частями, общность процессов ясно декларируется в философии Гераклита. Энгельс в «Антидюринге» утверждает, что «в природе существует еще нечто общее кроме факта быть, существовать».

Системные представления интенсивно развивались с 18 века. Спиноза толковал логику, как атрибут природного целого, способ выражения всеобщего порядка и связи вещей, рассматривая тело и его окружение как целое, системное [87]. Маркс и Энгельс продолжали развивать эту мысль. «Вся доступная нам природа образует некоторую совокупную связь тел, причем мы понимаем здесь под словом тело все материальные реальности, начиная от звезды и кончая атомом. Сформировалась диалектика как наука о наиболее общих законах взаимосвязи, взаимопревращениях явлений». Философия пришла к этому задолго до того, как эта идея укрепилась в естествознании.

По Берталанфи система подразумевает взаимосвязь самых различных элементов. «Все состоящее из связанных друг с другом частей будем называть системой» [25]. У. Эшби [240] и Дж. Клир [97] определяют систему как совокупность переменных. «Система есть множество предметов вместе со связями между ними  и между их признаками» [160]. «Системой является не всякая совокупность элементов, а лишь такое образование, в котором все элементы настолько тесно связаны, что данное образование противостоит внешним телам как единое целое» [144].   В самом общем и ши­роком смысле системой принято называть любое доста­точно сложное образование, состоящее из множества взаимосвязанных элементов, которые как единое целое взаимодействуют с внешней средой [109].

Ряд исследователей  считают, что нельзя отождествлять систему с объектом или просто с фрагментом действительности. Всякий фрагмент действительности имеет бесконечное число проявлений и его познание распадается на множество сторон (множество систем). Садовский В.Д., рассматривая системы как некоторые реальности (части реальностей), отмечал, что «понятие системы описывает некоторой идеальный объект» [190], но «идеальное» всегда находится в сознании. Следовательно, система является способом представления реального бытия средствами человеческого сознания, но не сама реальность. Система  как бытие не существует, а является способом отражения бытия в сознании субъекта [Ю.И. Черняк]. Аналогично можно напомнить (раздел 1, 1.1, 1.2.), что и модель не есть бытие, а лишь его упрощенное отражение в сознании. А. И. Уёмов отмечает релятивизм понятия «система» [210]. «Мы говорим о некотором множестве элементов, как системе лишь относительно определенных свойств и отношений элементов». «Любой объект может быть системой, но он может и не быть системой».

Э. Мах и А. Пуанкаре рассматривали систему только как результат деятельности субъекта познания, что обобщенно выразил Г. Динглер [68] в тезисе: «Смысловым обоснованием всякой теоретической системы является только активность сознания». Еще более четко по этому поводу выразился Дж. Клир [97]: «Системой является все, что мы хотим рассматривать как систему». С. В. Емельянов и Э. Л. Наппельбаум определили систему как специфический способ организации знаний о реальности, специально рассчитанный на наиболее эффективное использование этих знаний, а также для осуществления некоторого целенаправленного взаимодействия с реальностью. Эшби называл системный взгляд на мир научным способом упрощения мира. Но упрощение не должно приводить к искажению представлений о реальности. В качестве аналогии можно привести принцип Родена, смысл которого сводится к отсеканию от глыбы мрамора всего лишнего, пока не получится скульптура (система).

Некоторые авторы вводят в определение системы интегральный признак и отказываются признавать систему в любой совокупности элементов [210, 221, 198]. Однако выделение системного интегрального признака тоже субъективно. Эколог, рассматривая дерево, увидит системный признак в его взаимодействии с окружающей средой. Столяр будет рассматривать дерево, как материал для распиливания и т. д. В зависимости от цели выделяется разный системный признак. Любой объект в целом может быть представлен множеством систем относительно данного качества [4]. «Очевидно, что приведенные выше определения систем слишком широки, чтобы быть конструктивными» [109].

Системы в реальности не существуют, но способствуют познанию Мира. Можно вообразить систему, которой в реальности никогда не существовало, но её  можно создать искусственно. Вся техносфера есть результат такого моделирования. Система, образ, модель вначале возникает в сознании и только потом материализуется в изделиях. Эти изделия не идентичны мысленным системам. В ходе конструирования они претерпевают множественные изменения и часто неожиданно проявляют свойства, которые не предполагались при мысленных экспериментах. Таким образом, объект и его субъективный образ в виде системы не тождественны. Становление теории систем является процессом перевода алгоритмов познания Мира из подсознания в сознание (подробнее см.  гл. 7).

Вряд ли удастся быстро изменить сложившееся убеждение о реальности существования систем, но можно изменить его интерпретацию. Например, фразу типа: «мы построили энергосистему» следует интерпретировать так: «мы построили объект, который описывается как энергетическая система».

Поведение сложной системы редко удается объяснить изменением одной переменной. Изме­нение одного параметра обычно вызывает изменение мно­жества других, которые в свою очередь влияют на первый параметр. Когда очень много информации её приходиться укрупнять, статистически усреднять. Исследования в физике облег­чаются благодаря возможности уменьшению числа независимых переменных в эксперименте. Но такие средства непри­менимы в биологии, психологии, социологии. В главе 2 мы анализировали последствия такого упрощения, когда узкое понятие «энтропия» стали применять к сверхсложным объектам. Поэтому наиболее остро стоит вопрос о новом методологическом подходе, способном сменить классический научный подход. Естественным выходом из создавшегося поло­жения является обращение к методологии системно-функционального подхода

Сложный объект почти невозможно описать полно и детально, и поэтому при построении его модели необходимо найти компромисс между простотой описания и адекватностью объективной реальности. Универсальный язык  описания еще не создан. Существуют языки тела, движения, действий, мимики. Известны языки художественных образов, знаковые, символические, языки смыслов и др. [82]. Каждый вновь усвоенный язык меняет картину мира. Попробуйте объяснить танцору исполнение танца языком математики, или стихами. Лучше всего показать (язык движения тела). Во многих научных дисциплинах необходим формальный язык, на котором удобно излагать проблемы сложноорганизованных объектов. Только при наличии общего языка будет достигнута внутренняя интеграция знаний и преодолен барьер между математиками кибернетиками, физиологами, экономистами, психологами, социологами. А пока предстоит сложная задача перевода с одного языка на другой с неизбежными потерями  информации.

Итак, системный взгляд является языком описания реальности. Без субъективного расчленения окружающей действительности на объекты, без установления связей между этими объектами, установления причин и следствий системное мышление невозможно. Сознание дискретно мыслит словами, расчленяет мир на элементы [82]. Органы чувств также работают дискретно. Глаз сканирует объект в определенной последовательности, начиная с границ. Поэтому системный взгляд, как и логика, является проявлением естественных, скрытых в подсознании механизмов исследования объективной реальности. Интегрально мыслящее подсознание интуитивно ощущает мир в такой форме, которое на сознательном уровне принято называть системным мышлением (см. раздел 1.4).

Поскольку важно найти универсальный язык описания действительности, попытаемся объединить два способа видения Мира: моделирование и построение систем. Существует широкий набор способов моделирования: макетирование, алгоритмы, имитационное моделирование и т.п. Сравнивая моделирование и построение систем можно прийти к заключению, что оба способа представляют упрощение объективной реальности с целью её познания. Каждый объект можно описать множеством моделей и множеством систем. Система является понятием более узким, чем модель. Любой объект может быть представлен большим количеством моделей, и лишь некоторые из них есть системы. Например, модель, описывающая структуру, организацию, есть система. В литературе можно часто встретить тавтологию: «Модель сложной системы» (читай «модель сложной модели»).

Системное моделирование  комбинирует только элементы и связи. Другие виды моделей отображают значительно больший набор свойств реальных объектов (форму, цвет, запах, плотность, массу, энергию). Поэтому система представляет частный случай модели, отображающей структуру. Реально существующие вещи, объекты лучше всего определять понятием «организованность» [238].

Приведенные выше определения вступают в противоречие с философским пониманием системности Мира. В кибернетике понятие «система» распространяют только до некоторого «горизонта» влияния. Существует «энтропийный» интервал между следствием и причиной, если причина удалена на диссипативный интервал. Сигнал по ходу движения рассеивается, ослабляется, засоряется помехами. Однако философы игнорируют диссипативный интервал. Они весь Мир представляют как цельную, связанную систему (глава 1).

«Если справедливо утверждение, что Мир бесконечен в пространстве, то связь между любыми сколько угодно удаленными друг от друга телами была бы двусторонней и взаимной лишь только в том случае, если бы скорость распространения взаимодействий между ними была бесконечно большой» 196]. Однако теория относительности (если она верна) отрицает такую возможность. Современная теория информации утверждает, что при распространении сигнала его интенсивность падает, возрастает количество помех (шумов). До бесконечно далекого объекта сигнал дойдет бесконечно ослабленным [144]. Кроме того, он не просто должен дойти до адресата, но и вызвать в нем реакцию. Реакция сложного объекта возникает только на те сигналы, которые превышают «порог чувствительности» приёмника [72]. Ослабленные сигналы взаимодействия не вызовут реакции и не возникнет процесс гомеокинезиса.

Система ввиду ограниченности распространения сигнала может взаимодейство­вать только с частью внешней среды, которую принято называть «сегментом поля деятельности» [142]. Но и внутри сегмента поля деятельности не все факторы оказывают  влияние на результат деятельности объекта. Например, для индивида не все члены общества равноценны. Те факторы, которые могут оказать влияние на деятельность системы, Кастлер предлагает назвать сигнатурой [94].

В физике микромира известен, так называемый, туннельный эффект, который не рассматривался в кибернетике, но существует в микромире. Поясним модельным примером. Шарик из одной ямки может «перескочить» в соседнюю ямку (возникновение связи) в том случае, если у него достаточно энергии, чтобы преодолеть разделительный барьер. Однако иногда шарик с низкой энергией может, каким – то образом, оказаться в соседней ямке (как бы пройти через невидимый туннель). Канала связи нет, а взаимодействие осуществляется. Очевидно, в природе существуют «туннели», которые могут связывать отдаленные объекты. Чтобы перейти с одного витка плоской спирали на другой необходимо долго двигаться вдоль витка, но если «проткнуть» пространство между витками, то можно оказаться сразу в нужной точке. Пока это фантастика, но мы плохо еще знаем свойства пространства.

Как видно, современная трактовка понятия «система» не совпадает с её философским звучанием.

Расхождения, по-видимому, заключаются в том, что для философии важен сам факт взаимосвязи (даже на бесконечно малом уровне), а для кибернетики, теории управления интерес представляют только функционально значимые связи. Каждый видит то, что его интересует, поэтому напомним определение Клира: «Системой является все, что мы хотим рассматривать как систему».

Совместить философскую трактовку с прагматической точки зрения можно только в том случае, если исходить из парадигмы глобального эволюционизма. Кибернетика исследовала гомеостаты, т.е. объектом кибернетики являлись неразвивающиеся системы. Кибернетический объект функционировал или деградировал (разрушался, терял свои полезные свойства), но никогда не эволюционировал. В разработку систем управления сложных технических объектов (энергосети, железные дороги и т.п.) эволюционизм также не закладывается. Функции реконструкции на себя берет человек.

Но природные системы, завершая свой жизненный цикл, самостоятельно порождают «потомство». Ничто не исчезает бесследно. Из недр отмирающих «проклёвываются» мутанты. Волны жизни-смерти сменяют друг друга. На смену отмирающим приходят другие. Поэтому в ОТС необходимо усилить концепцию эволюционизма.

В работах Урманцева Ю.А. эволюционные мотивы звучать достаточно ярко. Об этом свидетельствует его классификация систем на статические, динамические, развивающиеся, устойчивые, неустойчивые, и их комбинации [212].

Эту классификацию можно упростить сразу, исключив из рассмотрения статические системы, их в природе не существует (или тогда надо отказаться от парадигмы глобального эволюционизма). Устойчивые системы совершают изменения в окрестностях некоторого аттрактора, т.е. являются динамичными, неравновесными. В главе 1.7 доказывается, что время есть субъективное ощущение изменчивости Мира. В четырехмерном пространстве - времени любая система, и её элементы выглядят как кинофильм, который невозможно представить цельным образом. Наше сознание сканирует его по кадрам. Классическая ОТС рассматривает  систему, как один кадр кинофильма. Ось изменчивости (времени) является одной из координат многомерного Мира, поэтому эволюционный подход к ОТС должен быть совмещен с представлениями о многомерности Мира.

Мы предлагаем систему воспринимать не как статичную структуру (один кадр), а как процесс в четырехмерном пространстве – времени (кинофильм, биография). Следует отметить, что многомерные модели Мира в начале 20 века анализировал П. Д. Успенский [215]. Он описывал многомерный, но статичный Мир. В главе 4.4. на основе его идей развивается синергетическая теория систем (СТС).

Управление подразумевает наличие цели, поэтому во определениях «системы» подчеркивается необходимость определения цели. Понятие “цель” также не имеет  точного общепринятого определения и в су­щественной степени зависит от исследуемого объекта и конкретного аспекта его изучения [164]. Цель представляет собой «внутреннюю активность объекта», отражающую особый характер взаимодействия с внешней средой. «Основное и характерное направление активности в дан­ный момент времени можно назвать целью деятельности объекта, а его поведение, обусловленное этим направле­нием активности — целенаправленным» [34].

Сложные объекты для поддержания внутреннего гомеостазиса активно воздействуют на внешнюю среду [105, 58]. С возрастанием сложности объектов всё «более возрастает роль и значение этой формы деятельности (например, человек).

Однако сложный объект побуждается к активности не только потребностями, но и стремлением предвосхитить их возникновение, т. е. в направлении  активности объекта проявляется не только его прошлое, настоящее, но и будущее (полагание новой действительности).

В математике  известно понятие «аттрактор» близкое к понятию «цель». Под «аттрактором» в синергетике понимают относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе множество «траекторий» движения системы. Образно аттракторы можно представить себе в виде неких «вихрей», которые втягивают в себя множество «траекторий». Аттракторы предопределяют ход эволюции системы на участках, отдаленных от непосредственного «жерла» таких «воронок» [101]. Например, камни, падающие с горы, занимают положение в нижней части долины. Интересно, что с момента падения камня его будущее состояние детерминировано средой, в которой он перемещается. Камень будет лежать внизу долины.

«Понятие «аттрактор» можно соотнести с эйдосами Платона (идеями, первообразами), уподобиться и подражать которым стремятся вещи видимого мира, а также с идеальными формами Аристотеля, а применительно к человеческой психике - с архетипами Юнга. В психологии - это явные или скрытые установки, которые определяют поведение человека» [101]. Аттрактором является и экологическая ниша. В зоне которой осуществляется функционирование живых существ. Животные не могут долго существовать за пределами своей экологической ниши (аттрактора).

Итак, в современном звучании понятие цель расширяется за пределы человеческой деятельности и трактуется как  направленность поведения открытой нелинейной системы, как наличие «эквифинального состояния» (завершающего лишь некоторый этап эволюции) системы.

Если человек конструирует автомобиль, то цель задается заказчиком. Если, например, нужен вездеход, то конструктор создает систему для достижения поставленной цели. В классической модели фирмы представлен иерархический порядок, субординация связей, система (иерархия) целей. На каждом иерархическом уровне – свои цели. Цели низших уровней подчиняются целям высших уровней. В системах управления высшие уровни разрабатывают стратегию, миссию, средние элементы планирует конкретные действия по реализации этой политики, а основная исполнительская работа осуществляется низшими уровнями. Координатор должен распределять усилия между уровнями. Для движения к общей цели вводится постулат совместимости (согласования) целей.

Но когда требуется создать производственную (социальную) систему, которая должна быть эффективна через 10-100 лет, то требуется предсказать состояние надсистемы (природы, общества), в которой придется работать через 100 лет. Эта все равно, что увидеть цель развития надсистемы. Такая цель не задается заказчиком, а определяется естественным ходом развития природы. В данном случае финал движения системы есть синоним цели. В таких случаях прибегают к отслеживанию тренда развития. Например, как определить цель движения пули? Надо проследить её траекторию и найти пересечение траектории, с каким – либо предметом. Это и есть цель (результат) полета пули. Цель стрелка может быть другая (промах). Цель создания организации излагается в бизнес – плане. Но реальный результат может отличаться от первоначальной цели.

Для живых организмов Н.А. Бернштейн трактует цель как закодированную в мозгу модель потребного будущего. Но если мы имеем дело с социальными, экономическими или биологическими системами, то с определением цели возникают проблемы. У сложных систем  всегда существует множество целей. Цель жизни индивида ограничена его жизненным циклом, а цель социума («светлое будущее») всегда туманна. Цели подсистемы и системы не всегда совпадают. Надсистема оказывает влияние на поведение подсистем, подчиняя их цели своим целям.

Траекторию движения сложной системы к некоторой цели (аттрактору) предсказать трудно, но можно. Для этого в системном анализе рекомендуют изучаемый объект вначале рассмотреть со стороны окружающей среды. Этот принцип известен давно. В физике он изложен как принцип относительности Галилея – Эйнштейна. Популярно принцип относительности можно изложить на следующем примере. Если внутри изолированного от внешней среды вагона проводить любые исследования, наблюдения, то никогда не узнаешь, куда идет поезд. Для видения цели движения нужно выйти из вагона и посмотреть на надпись, например, «Москва – Владивосток», или спросить на станции.

Существует много биологических, экономических социальных, политических систем, цель движения которых неизвестна. Экономисты изучают процессы изнутри системы, поэтому на вопрос о цели развития экономики отвечают однозначно: «Для постоянного, неуклонного роста благосостояния и потребления. Цель бизнеса – максимизация прибыли» [239]. Взгляните на мнимую цель со стороны, и вы увидите, что численность населения планеты растет, потребности каждого индивида не уменьшаются, ресурсы биогеосферы (источник благосостояния) истощаются. Как можно неограниченно увеличивать потребление, если источник благ иссякаем? Это утверждение аналогично догме о познаваемости бесконечного мира силами ограниченного во времени и скорости познания человечества (см. раздел 1.2). Человечество развивается интеллектуально и экономически, но куда катит колесо истории, где эквифинал социального движения? Эту цель можно увидеть только из окружающей среды. Средой для человеческого социума является и биосфера, и геосфера, и Солнечная система, и атомарно-молекулярный субстрат. Следует ли учитывать все эти среды, и в какой последовательности? Или можно ограничиться одной, но какой? В 5 и 6 главах настоящей работы мы работаем над  поставленной задачей.

Биогеосферу изучали В. Вернадский [39, 40] и Тейяр де Шарден [202]. По их мнению, человечество движется к ноосфере (цель), но что там дальше? Оба мыслителя предполагали, что человечество будет существовать всегда, но есть неумолимый нелинейный закон жизненного цикла (в границах здравого смысла все имеет начало и конец). Солнечный жизненный цикл завершиться расширением Солнца (гибелью Земли), затем сжатием до белого карлика (но уже без свидетелей) [218].

Если активность разума способна изменять ход глобальной эволюции или уклоняться от ударов стихии, то знание цели необходимо для стратегического маневра ноосферы. Законы природы диктуют правила поведение всем живым и неживым объектам. Невыполнение законов природы будет губительно для индивида и социума. Поэтому знание законов развития и умение вписываться в них является главной задачей человечества. Важно узнать, когда и из-за чего наступит конец человечества (если конец неизбежен, неотвратим, то есть ли смысл сопротивляться стихии?).

В общей теории систем В.Н. Садовский приводит логическое построение, принципиально отрицающее возможность точно определить цель развития некоторой системы [190, 191]. Для каждого объекта можно выделить его окружающую среду, частью которой он является. Окружающая среда в ОТС принимается в качестве надсистемы. Мир представляется как иерархия надсистем, «вложенных» друг в друга (модель «матрешки»). Для правильного выбора цели развития некоторого объекта надо знать цели развития всей плеяды иерархий. Но это невозможно, т.к. никто не знает замысла бога, или цели сингулярного состояний Вселенной. Таким образом, Садовский В.Н. доказывает правоту агностицизма Канта. Однако в приведенных рассуждениях имеется существенный изъян.

Если колесо эволюции катиться по своим законам, то для выбора правильной цели достаточно знать цели ближайших иерархических уровней (принцип единоначалия в социальных системах), которые по цепи иерархий эстафетно согласуются с более высокими целями. Однако существует множество систем, находящихся не в иерархических отношениях, а в «горизонтальных», анархических. Поэтому цели следует согласовывать не только по вертикали, но и по горизонтали.

Следует различать цели гомеостатирования и цели развития. Если организация ставит своей целью осуществлять производство заданного количества продукции, несмотря на изменения рыночной коньюктуры, то это есть цель гомеостатирования. Если организация намечает в некотором будущем перейти на производство новой продукции, то эта стратегическая цель относиться к целям развития.

Проведение границы системы в окружающей среде. вызывает вопросы. Как соединить парадигму целостности Мира, его непрерывность, связанность с наличием границ между системами.То, что мы называем частью, - это всего лишь паттерн в неделимой паутине взаимоотношений. Согласно механистическому мировоззрению, Мир есть собрание объектов. Мысля системно, мы понимаем, что сами объекты включены в более обширные сети. Представление живого мира в виде сети взаимоотношений стало еще одной ключевой характеристикой системного мышления. "Сетевое мышление" изменило не только взгляд на природу, но и способ описания научного знания [219].

Не следует думать, что граница является пространственной характеристикой системы. Граница определяется функциональной принадлежностью элементов. В современной экономике организации могут не иметь постоянной территории. Части организации могут быть разбросаны по всему миру, находиться в движении, вести работу из транспортных средств, но функционально быть элементами системы. Например, такой организацией является интернет.

Обычно в систему включают те элементы, которые способствуют достижению общесистемной цели. Но не всё так просто. Элемент может содействовать достижению цели с разной эффективностью (Э). Какие элементы включать в систему? Приведём графический образ задачи (рис. 4.1.1). Эффективность есть понятие, привязанное к конкретным условиям и задачам. Эффективность может быть оценена методом экспертных оценок. Поэтому проведение границы дело субъективное. В состав системы включают наиболее эффективные элементы (слева от границы). Граница является переходной зоной. Эксперты могут сомневаться, куда отнести элементы, находящиеся в переходной зоне. Справа от границы остаются мало эффективные и бесполезные элементы.

 

    Э

 

                                                    Г

                                                    Р

                                                    А                                                                                                                                                                    

                                                    Н

                                                    И

                                                    Ц            СРЕДА

           СИСТЕМА                       А

 

         ЭЛЕМЕНТЫ

                      

 Рис. 4.1.1. Иллюстрация к проблеме системных  границ.

 

Рациональное построение системы подразумевает оптимизацию между количеством эффективных элементов, экономичностью и управляемостью. Каждый элемент системы потребляет ресурсы, поэтому ограниченность ресурсов не позволяет содержать избыток неэффективных  элементов. Однако иногда избыток неэффективных элементов может служить резервом для адаптации системы к новым условиям. Смена цели, изменчивость среды может неэффективные элементы перевести в ранг эффективных элементов. В ДНК клетки запасён огромный резерв рецессивных генов, которые не функционируют. Но этот банк может послужить спасительным резервом в случае, какой – либо экологической катастрофы [133].

И окружающую среду можно считать резервуаром элементов. Включение их в состав некоторой системы может позволить решить ранее неразрешимые задачи. Примерами могут служить симбиозы животных и растений. Эффективные инженерные решения часто происходят в результате вовлечения в известную систему нового элемента из окружающей среды [12]. Может быть, по этой причине экспансивность является характерной особенностью живых систем. Экспансия заключается в расширении системы, т.е. вовлечении некоторой части окружающей среды, для повышения надежности функционирования.

Функциональные границы организации (системы) изменяются (расширяются, сужаются) в зависимости от стадии жизненного цикла. Для «молодых» организаций более характерно избыточное содержание разнородных элементов, т.к. поиск своего места под солнцем требует гибкости, изменчивости. После того, как наступит стадия зрелости, стремление к изменчивости уменьшается, начинается стадия рациональности, удаления избыточных элементов и связей. Функциональная граница организации сужается. Распад организации (смерть) приводит к размыванию границ, «растворению» её в окружающей среде. Итак, граница системы является субъективной, диффузной, изменчивой.

К проблеме границ можно отнести проблему иерархичности мировых систем. Выделяя уровни иерархии, мы должны провести между ними границы. Иерархичность считается инвариантом.

Системный подход рекомендует рассматривать объекты в виде иерархии подсистем. для понимания места, которое они занимают в иерархическом порядке. Тем самым будет определено, какие подсистемы следует выделить в составе, объекта, чтобы объяснить функционирование объекта. При переходе от более высокого уровня сложности к более низкому уровню увеличивается степень детализации объекта, обеспечивается более глубокое понимание особенности функционирования. В системном анализе рекомендуется описание объекта начинать с надсистемы («скажи мне, кто твой друг, и я скажу, кто ты»). Это важно при изучении развития социальных, экономических, и политических систем.

Переход на более высокий уровень сложности, изучение деятельность в более широком контексте уясняет смысл и назначение объекта. Это подчеркивает необходимость не только изучать объект средствами, соответствующими тому уровню сложности, на котором он рассматривается, но и принимать во внимание смежные уровни сложности, их взаимное влияние, детализирующее многие аспекты деятельности объекта [58].

Однако иерархический взгляда на системы сталкивается с трудностью разграничения иерархических уровней. Понятие «иерархия» (вертикаль власти, подчинение) возникло в древней Греции и имело отношение к распределению властных полномочий в порядке от высшего уровня к низшему уровню. Применение этого понятия уместно в христианской церкви, в социологии, теории бюрократии, теории организации, теории управления, но когда его стали применять в системном анализе неживых объектов, возникли трудности. Покажем это на следующем примерах.

Видимая Вселенная содержит сотни миллиардов галактик и туманностей. Галактика содержит сотни миллиардов звездных систем. Звездная система в центре содержит светило и планеты, двигающиеся вокруг него. Планеты состоят из молекулярного вещества. Молекулы складываются из атомов. Атомы можно разложить на ядра и электроны. Ядро содержит нуклоны (протоны и нейтроны). Гипотетически нуклоны состоят из трех кварков [238]. Приведенное членение принято считать иерархическим.

Но можно ли считать кварки зависимыми от состояния, например, звезды. В современных звездах не существует таких температур, которые могли бы привести к распаду нуклонов и «освобождению» кварков. Кварки, входящие в состав звезды, в настоящее время перестали от неё зависеть. Радиоактивный распад атомов в недрах планет также не зависит от солнечной активности. В границах, например, солнечной системы, на планетах и в межпланетном пространстве количество атомов медленно убывает за счет их распада. Те элементы, которые синтезируется в недрах Солнца, никогда не пополнят химический «багаж» планет, т. к. в конце своего жизненного цикла Солнце вместе со своим содержимым сожмётся в белый карлик. Состояние планет зависит от деятельности Солнца. Но планеты никогда не входили в состав светила, и не Солнце породило планеты. И звезда и планеты произошли от пылевой туманности (одновременно или последовательно).

Считается, что живой организм устроен иерархически, состоит из органов, органы из тканей, а ткани из клеток. Клетки содержат органеллы, состоящие из белковых молекул. Молекулы состоят из атомов и т.д. Управляющей подсистемой организма является мозг, но он не может влиять на состояние атомов, входящих в состав организма. Однако атомы, подвергаясь радиоактивному распаду, могут влиять на состояние мозга.

Если, по рекомендации теории систем, исследователь может не считать атомы элементами организма, (хотя они входят в его состав), то остаётся атомы включить в состав надсистемы, т.е. отнести к внешней среде. Возникает противоречие. Атомы одновременно являются подсистемой и надсистемой. Очевидно, иерархию нельзя выстраивать механическим делением системы на части (элементы).

Иногда иерархию пытаются распространить за пределы организма, исходя из того, что окружающая среда влияет на организм, поэтому является надсистемой. Но не все части окружающей среды господствуют над организмом. Часто организмы господствуют над окружающей средой. В.В. Вернадский в своих работах убедительно доказал этот факт. Прокариоты (простейшие одноклеточные) на заре эволюции земной жизни изменили химический состав земной атмосферы. Часто живые организмы противодействуют влиянию окружающей среды, создавая системы защиты. Таким образом, надсистема не всегда находится в иерархических отношениях с подсистемой. Не все связи являются иерархическими. Существуют и анархические альянсы.

Совокупность, взаимодействующих деревьев (лес), является анархической организацией. Такие системы принято называть биоценозами. Но отдельное дерево устроено иерархически. Биосфера, в целом, является организацией анархического типа. В ней трудно заметить иерархию.

Мировое сообщество представляет собой анархическое соседство различных иерархических государств. Теория анархических систем ещё не развита. Система анархических  элементов может превратиться в иерархию. Анархическая толпа людей при проявлении лидера превращается в организованный отряд. Среди совокупности анархически связанных современных государств США претендует на лидерство и пытается влиять на международное сообщество.

Принадлежность к системе не обязательно должна сопровождается иерархической организацией Иерархическая соподчиненность может изменяться в процессе жизненного цикла системы. Элементы могут быть «родные» (насцентные) и «приёмные», могут иметь разный возраст и включаться в состав системы в разное время.

Теория систем строит иерархии по «человечески», чтобы высшая иерархия была «сверху», но во Вселенной высшей иерархией является мировой субстрат, который направляет эволюционные процессы.

Эволюция шла снизу вверх, от первичного субстрата к жизни и разуму, но наука начала прошлого века изучала Мир в направлении от настоящего к прошлому, от человека к «природе» (антропоцентризм). Например, живые организмы являются следствием развития клеток, а не наоборот. Биосфера существовала с момента зарождения жизни и изменялась совместно с её подсистемами и элементами. Генератором наблюдаемой эволюции является мировой субстрат (ненаблюдаемый). Поэтому «ветер» эволюции дует из субстрата, который существовал «всегда» [101]. Динамика современного субстрата сегодня разворачивает эволюцию, так же как и вчера.

Человек создаёт системы, в которых элементы зависят от управляющих надстроек (техносфера, политика, экономика). Политические структуры выстраивают пирамиду власти. В биосфере все наоборот. Стремление клеток к объединению в организм исходило от клеток, а не от управленческого иерарха. Клетки «делегировали» органам и тканям свои полномочия. В родоплеменном обществе вождей избирали. Позже властные полномочия стали узурпироваться. Однако естественные процессы возвращаются и народ пытается делегировать свои требования властным структурам.

Антропоцентризм привел к опасным последствиям. Человек назвал себя высшим иерархом, следовательно, присвоил право насиловать природу. Синергетический взгляд на Мир должен заставить человека смотреть на него не извне, а изнутри.

Любой процесс является последовательностью актов, развернутых в пространстве и во времени. Химические взаимодействия являются цепью событий. Молекулы А и В должны найти друг друга, сблизиться, развернуться в «удобные» положения, обменяться электронами (объединиться), а записывается все это формулой А + В = С. Полимеризация мономеров также представляют собой цепной процесс А+А→АА+А→ ААА+А… и т.д. Последовательные стадии роста приводят к образованию кристаллов, образованию звезд, планет, галактик формированию живых организмов. Биоценозы образуются путем последовательной смены ряда состояний. Этот процесс в растительном мире называется сукцессией [183]. Процесс считается цепным, многоступенчатым, если можно обнаружить и измерить его промежуточные стадии. Но иногда промежуточные стадии бывают настолько кратковременными, что их не замечают и считают, что реакции протекают в одну стадию. Тем не менее, цепи взаимодействий имеют место всегда. Чтобы не отказываться от общепринятого принципа иерархичности, для неживых систем будем выстраивать иерархии, исходя из факта эволюционной преемственности по схеме «родители – дети».

Классификация систем. ОТС, как и всякая другая наука не избежала необходимости классификации. Варианты классификации систем очень противоречивы, т.к. система есть мысленная модель желаемых сторон объекта. Любой объект можно описать множеством систем, некоторые из них кажутся несовместимыми. Разработчик классификации обычно отталкивается от самого наглядного для его целей признака. Классификации по совокупности признаков еще не разработаны.

В начале 20 века господствовал термодинамический способ классификации систем. Системы подразделялись на открытые, закрытые и изолированные. Изолированные системы не имеют связи с окружением. Эта очень сильная идеализация, т.к. таких систем в природе не существует. Закрытые системы не могут обмениваться со средой веществом (В), а только энергией (Э). Это также не соответствует действительности, т.к. энергетические потоки всегда материальны и информативны. Все без исключения системы в природе являются открытыми, т.е. обмениваются со средой веществом (В), энергией (Э) и информацией (И). Только в мыслях при построении системы, можно пренебречь какой - либо составляющей.

Приведенная классификация осуществлена не по объективным, а по субъективным показателям. Если наблюдателю удобно описывать объект как изолированную систему, то ради упрощения её можно классифицировать, как изолированную. При этом формализация описания становиться простой. Именно так выведены все законы классической термодинамики. И по этой причине возникли мифы о тепловой смерти Вселенной, преувеличено значение энтропии. Реальные системы являются открытыми, но интенсивность обмена ВЭИ потоками с внешней средой изменяется в широких пределах.

В 70 гг. 20 века Г.Н. Пивоваров классифицировал типы систем по числу элементов: малые – 103, большие, саморегулирующиеся – 106, саморазвивающиеся системы – 1010-1014 элементов. Подразумевается, что простые системы содержать элементов мало, а сложные – много. Автор этой классификации не избежал соблазна осуществить классификацию по отдельному признаку, поэтому она полна противоречий. Например, формально считается, что свойства простой системы является суммой свойств её составляющих. Предполагается, что элементы в простой системе имеют те же свойств, что и вне системы. Механические системы (например, часы) часто приводятся как пример малых, простых систем. Покажем, что эти представления ложны.

В часах элементов действительно мало. Имеет место лапласовская причинность (каждая шестерня, без альтернатив связана с другой шестернёй). Но неверно, что часы не обладают эмерджентным свойством. Часы имеют свойство показывать время, но ни одна деталь часов, взятая в отдельности, время показывать не может. Свойства шестерни вне часов отличаются от свойств той же шестерни внутри часов. Вне часов шестерня имеет множество степеней свободы, может быть перемещена в любом направлении, может совершать поступательные и вращательные движения. Внутри часов она не совершает поступательных движений, но только вращение. Часы нельзя представить изолированной системой, т.к. источник энергии их движения находится вне часов. Пружину заводит человек и батарейку изготавливает вне часов. Поле тяготения, работающее в гиревых часах, находиться все часов, но и гирю поднимает человек. Как видно, банальный литературный пример не соответствует желаемому образу простой, изолированной системы. Рассмотрим ряд других примеров, где число элементов мало.

Химическое взаимодействие элемента А с элементом В даёт молекулу С. Взаимодействуют всего два элемента, (по определению простая система), но свойство А и В не тождественны «С». Налицо проявление эмерджентности. Свойство химического элемента не тождественно свойствам  кластера (группы одинаковых элементов). Одна молекула воды не имеет свойств, привычной нам, воды, т.е. элемент вне системы имеет другие свойства, чем внутри системы. Опять мы видим противоречивое сочетание  признаков и не знаем, как классифицировать молекулярные системы.

Итак, эмерджентность имеет место и в простых, и сложных системах. Эмерджентность является результатом рождения новой информации, которая всегда появляется при комбинировании элементов и связей. Объединение элементов в систему всегда ограничивает степени свободы, уменьшает количество возможных связей, что проявляется в изменении свойств. Изменение свойств может приводить к улучшению или ухудшению функций системы, но это уже субъективные оценки. Важно, что свойства изменяются. Отсутствие видимых изменений свойств указывает лишь на то, что исследователь просто их не обнаружил (прагматически смотрит на те свойства, которые его интересуют). Если из одинаковых шаров сложить пирамидку, то объем пирамидки будет больше, чем сумма объемов шаров, из-за появления пустот между ними (эмерджентность). Но масса пирамидки будет очень близка к сумме масс шаров (без учета массы воздуха). Итак, по массе эмерджентности нет, а по объему эмерджентность очевидна.

Смесь одного литра этилового спирта и литра воды даст объем жидкости (водки) менее двух литров. Эффект проявился в результате более плотной упаковки молекул, как при смеси шаров разного размера, когда малые шары могут поместиться между крупными шарами.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Их количество изменяется от двух до сотни (по Пивоварову малые системы), но нейтрон в составе ядра может существовать тысячи лет, а вне ядра срок жизни его исчисляется десятками минут. Свойства ядра не являются простой суммой свойств нуклонов. Получается, что малые системы по Пивоварову не аналогичны простым.

Сложность можно характеризовать по составу связей и элементов, сложности процессов и состояний, сложности переработки информации, по входным и выходным функциям, характеру реакций на внешнюю среду. Вся эта совокупность именуется интегральной сложностью.

Бир С. [26] сложность выражал по степени детерминации. А.Б. Берг - по количеству требуемых математических языков для описания. Колмогоров [106] сложность оценивал по длине алгоритма преобразования  одной системы в другую. Винер отождествлял сложность и организованность. Фон Нейман определял её не структурой, а вариабельностью поведения [147].

Сложность определяется не количеством элементов системы, а предсказуемостью поведения и разнообразием функций. Простые системы детерминированы в поведении независимо от количества элементов в них. Мы говорим, что кошка более развитое существо, чем черепаха, ибо судим по разнообразию поведенческих реакций. Сложность может быть онтологической и гносеологической. Гносеологическая сложность сохраняется пока наблюдатель не найдет ясного способа описания объекта. Онтологическая сложность – это вещь в себе. В сложных системах вариабельность приводит к появлению вероятностной причинности. Одной причине может соответствовать множество следствий.

Видно, что наука постоянно размывает границы между сложными и простыми системами. Итак, налицо отсутствие единого критерия сложности. Многомерность сложности не позволяет четко описывать эволюцию.

Представляется целесообразным классифицировать системы и их элементы коэффициентом стохастичности Кс = Кдо, где Кдколичество детерминированных реакций на воздействие. Коэто общее количество реакций.

Системы могут быть классифицированы как косные и саморазвивающиеся. Косных объектов в природе не существует. Гомеостатирование также осуществляется за счет изменения внутренних параметров.

Развитие представляет изменчивость, направленную на самосохранение. В настоящее время от понятия «гомеостатирование» постепенно переходят к понятию «гомеокинез».

Стёпин В.С. предполагает в саморазвивающихся системах наличие блока управления, корректирующего поведение. «Любая вещь есть саморегулирующийся процесс, предохраняющий её от распада». Идею управляемого саморазвития мы рассматривали  в главе 2 настоящей монографии, где управление исследуется, как основной механизм эволюции.

За элемент принимают часть, системы поясняющую принцип функционирования системы. Исследователь сам по своему усмотрению определяет элемент системы. Например, элементом молекулы обычно называют атом, но не ядро, кварк или фотон. Элементом автомобиля считают, например, коленчатый вал, но не атомы железа и углерода, из которых он состоит. Врач - анатом назовет элементом какой-либо внутренний орган  человека (например, сердце). Биолог скажет, что элементом является клетка. Видно, что выбор элементов явно субъективен и зависит от целей человека, описывающего систему. Элемент системы не является физическим объектом. Это некоторый абстрактный образ, наделенный набором необходимых функций. Например, образ атома вообще отсутствует в нашем сознании. По учебникам представление об атоме сводятся к его размерам, массе, валентности, содержании электронов и нуклонов. Аналогом атома служит шарик с планетарным строением. Образ, исходящий из ощущений, отсутствует. Существует образ атома в виде совокупности функций.

К очень нечеткому определению понятия «элемент» следует добавить следующее. Элемент не есть любой фрагмент объекта. Разделывание рыбы на кусочки для поджаривания нельзя считать анализом (разделение на элементы), т.к. фрагмент не обладает необходимым набором функций и не может существовать автономно. Анатомирование рыбы (сердце, печень, мозг и пр.) приближает нас к понятию элемент. Элемент может существовать автономно, если его деятельность обеспечить адекватным притоком ресурсов и оттоком отходов (продуктов). Для этого элемент должен иметь вход и выход. Любой орган (элемент) можно изъять из организма и обеспечить его функционирование в искусственной среде, подключив системы питания. Клетка может размножаться вне организма в питательном бульоне. Любой элемент автомобиля может быть установлен на испытательный стенд. Атом  может существовать практически в любом окружении. Человек (элемент социума) может переходить из коллектива в коллектив, не теряя своих функций. Но для этого элемент должен иметь возможность подключаться связями к источнику ресурсов. Следует подчеркнуть, что человек переходит из коллектива в коллектив вместе со своими связями, возможностями, функциями. Атом переходит из молекулы в молекулу вместе со своими валентностями. Поэтому неверно отделять элемент от связей. Без связей элемент перестаёт функционировать (извлечение рыбы из воды).

Элемент без связей существует только в сознании субъекта. Деталь, изъятая из автомобиля, не является в сознании наблюдателя элементом, если неизвестно место детали в  структуре автомобиля. Извлекая деталь, мы в мыслях сохраняем представление об её связях (теперь уже виртуальных).

Допустим, имеется вязанное из нитей кружевное полотно с определенными рисунками. Если вырезать часть рисунка ножницами, то это приведет к деформациям всего полотна, нарушению пропорций узоров. Аналогично сознание «вырезает» из природного полотна фрагменты, но с неизбежными деформациями свойств. Если рыбу извлечь из воды, то она потеряет возможность размножаться, плавать, жить, дышать и пр. Рыба вне воды всего лишь фрагмент, вырезанный из родной среды. Однако сознание может виртуально дополнять утерянные функции рыбы, и эта возможность спасает системный анализ от дискредитации, как научного метода познания. Вычленяя элемент из системы, мы должны помнить о его истинных связях.

Итак, элемент – это  функционирующая часть системы вместе со своими связями, содействующая достижению общесистемной цели. Анализ, например, двигателя автомобиля заключается в разборке его на части, при этом следует запоминать порядок разборки и функции детали. Сборка (синтез) производится в обратном порядке. Деталь автомобиля можно переставить на другой автомобиль при этом функционирование не нарушится. Этот пример попадает под действие выше приведенного определения. Следует обратить внимание, что узлы и детали двигателя могут изготавливаться в разных местах и не одновременно. Такие системы можно назвать механистическими. Но данное определение не может быть распространено на все системы. Для примера рассмотрим строительство дома.

Что можно считать элементом кирпичного дома? Архитектор выстроит следующее иерархическое членение: дом – этаж – квартира – комната – стена – кирпич. Иерархическое разложение дома на указанные подсистемы исходит от готового дома, но строительство ведется не в такой последовательности.

Квартира обладает комплексом функциональных свойств и может по определению считаться элементом дома. Однако, если осуществить физическое членение кирпичного дома на квартиры (равносильно разрушению), то обратно собрать дом из этих подсистем не удастся. Строительство кирпичного дома осуществляется не квартирами, а кирпичами. Упрощенный алгоритм строительства дома сводится к одной основной операции: кирпич + кирпич. Кирпич связывается с соседними кирпичами до тех пор, пока не замкнется периметр и не возникнет следующий ряд (слой) кирпичей. Каждый новый ряд укладывается поверх другого, но не сразу слой на слой (это только в мыслях), а каждый новый слой, также как и предшествующий, «вырастает» в виде последовательности кирпичей. Дом растет кирпичными рядами. Квартира на 9 этаже не может возникнуть раньше квартиры первого этажа, но при системном анализе этот факт не принимают во внимание.

Кирпичный дом относится к системам, которые «растут», как организмы, одновременно со своими элементами. Дом можно разобрать на отдельные кирпичи и снова собрать. Безусловно, кирпич является элементом дома, но можно ли считать квартиру элементом? Согласно приведенному выше определению, квартиру можно называть элементом, но её нельзя изъять, не разрушив мгновенно дом. Возникает необходимость различать элементы  «органические» и механистические. Механистические элементы можно изъять из системы и вернуть обратно без потери свойств системы (регенерация). Например, человеческий коллектив можно обновлять, заменяя людей. Автомобиль можно ремонтировать, заменяя детали. Можно осуществлять пересадку органов у человека и т.п.

«Органический» элемент выполняет определённую функцию, но не может быть извлечен из системы и возвращен обратно без разрушения системы. Механистичность может зависеть от технологии изъятия. Когда были разработаны способы пересадки человеческих органов, то сердце стало возможным причислить к классу механистических элементов. Не следует пугаться такой субъективности суждений. Все в системном мышлении носит субъективный характер. Если субъективность способствует решению задач, то она полезна как приём мышления. А. Богданов отмечал, что специализированный элемент, отделённый от системы теряет способность к регенерации. Разнообразный элемент способен начать самостоятельную жизнь.

В примере с домом кирпич является элементом равным по возрасту стенам дома. Строительство дома началось с первого кирпича и закончилось последним кирпичом. Мы имеем в виду не конкретный кирпич, а его абстрактный образ, кирпич – элемент. Назовем такой элемент насцентным (первородным). Например, клетки являются насцентными элементами организмов, а зуб мудрости, вывеска на доме – не насцентные элементы.

Для статичных, не развивающихся систем понятие «насцентность» не нужно, но для системно – эволюционного анализа такое понятие может принести пользу (см. главу 5). В процессе развития насцентный элемент присутствует в течение всего жизненного цикла, и при этом может сам изменяться. Если дом строить очень долго и за это время эволюционирует технология изготовления кирпича, то верхние этажи будут сложены другими кирпичами (но все же кирпичами). Если на верхних этажах кирпичи будут связывать стальной арматурой, а на нижних нет, то арматура становится новым элементом, назовем его ассоциированным.

Ухтомский А.А. ввел понятие функционального органа - сочетания функционально различных элементов. Это направление было развито П.К. Анохиным [14,15], исследовавшим нейронные системы мозга. Он дал свое определение функциональной системе. «Система - функциональная совокупность материальных образований, взаимосодействующих достижению определённого результата (цели), необходимого для удовлетворения исходной потребности». Сочетание групп процессов и структур, объединенных для достижения цели, получило название функциональной системы. В функциональную систему включаются только те элементы, которые содействуют достижению цели. Все элементы и функции, не помогающие этому результату, мысленно устраняются.

Итак, при создании системы необходимо  определить элементы и связи. Элементы не представляют собой простое дробление объекта на части. В свою очередь, части должны содействовать общесистемным целям. Следовательно, чтобы расчленять на элементы, необходимо предварительно знать систему.

Итак, возникает порочный логический круг. Чтобы построить систему, надо знать свойства элементов, а чтобы знать свойства элементов надо знать систему. Такие задачи решаются методом последовательного приближения. Сначала высказывается гипотеза о свойствах элементов и из них строится система. Полученная система проверяется на адекватность, и в неё вносятся изменения. Измененную систему опять расчленяют на новые элементы, из которых снова строят систему. Эта процедура «подгонки» системы повторятся до тех пор, пока не будет построена система адекватная действительности.

Таким способом создают имитационные модели сложных объектов на ЭВМ. Система создается в информационном поле компьютера, но предварительно она возникала в сознании программиста. Очевидно, что программа – модель не есть реальный объект, а лишь способ его отражения в информационном поле компьютера. Робот – сварщик, является имитационной моделью только одной человеческой функции,  но по другим параметрам совершенно не похож на человека. Приведем  еще одну аналогию.

Человек является реальным объектом природы. Подсознание чувственно воспринимает человека как образ (портрет, мимика лица, и др.). Сознание расчленяет человека на системы: кровеносную, дыхательную, пищеварительную, костную (скелет) и др., которые в реальности не могут существовать отдельно. Любая из названных систем (мысленно извлеченная из человека) выхолощена, лишена многих природных свойств. Если осуществить обратное отражение и по мысленным проектам систем создать их материальные двойники, то синтезировать человека не удастся, т.к. в ходе многократного отражении будет потеряна часть необходимой информации.

Как видно, элемент, связь, граница и цель системы определяются результатами рассудочной деятельности человека. Видно, что ОТС еще не является теорией, а комплект концепций, находящихся в развитии.

ИНВАРИАНТЫ ОТС. Современная  наука  накопила достаточно много фактов, из которых можно вывести основной постулат системного подхода. Сложным объектам разной природы свойственны схожие принципы организации, функционирования, развития и эволюции. Эта идея была высказана ещё Богдановым А. [30].

Например, кибернетик Н Винер сумел показать, что управление в живых организмах и машинах осуществляется по схожим законам. Усилиями ученых, преимущественно биологов и физиологов, среди которых особо следует отметить Ч. Брауна, Р. Селлерса, Кастлера, Э. Майера, Ч. Уоддивгтона, И. И. Шмальгаузена, А. А. Ляпунова, П. К. Анохина, Н. А. Бернштейна, Б. Ф. Ломова, и др., выявились методологические принципы, на которых должно быть основано изучение объектов очень высокого уровня сложности. Эти усилия получили мощную поддержку со стороны развивающейся кибернетики, которая в своей наиболее абстрактной теоретической части смыкается с общей теорией систем [147].

Шмальгаузен считает, что  для сложных задач лучше всего применить кибернетический подход. “Кибернетика предлагает единую терминологию и единый комплекс понятий для представления систем самых различных типов. Кибернетика обнаруживает большое число интересных и многообещающих параллелей между машиной, мозгом и обществом. И она может создать общий язык, с помощью которого открытия в одной отрасли науки легко могут быть использованы в других отраслях” [240, 109]. Однако кибернетика увлеклась отрицательными обратными связями и задачами сохранения гомеостазиса. Синергетика, исследует роль положительных обратных связей в развитии сложных объектов и дополняет синергетику.

Таким образом, системная точка зрения исходит из представления об объекте как функциональной сущности и опирается на тезис о том, что, при различных, конкретных структурных различиях, объекты с достаточно сложным поведением могут обнаруживать сходство в основных принципах функционирования и развития. Этой задаче посвящена данная монография. Поэтому исследование законов развития биосферы может облегчить понимание целей социального развития человечества.

Выводы.

1.            Система является разновидностью  модели некоторого объекта, отражающейся в сознании субъекта в виде совокупности взаимосвязанных элементов, порождающих некий интегральный, целенаправленный процесс. Система возникает в результате рассудочной деятельности человека.

2.            Системный взгляд, как и логика, является проявлением естественных, скрытых в подсознании механизмов исследования объективной реальности.

3.            Связи (взаимодействия) между реальными объектами, реализующиеся в виде триединых потоков  вещества, энергии, информации (ВЭИ потоки). Связи неотделимы от объектов.

4.            Элемент системы есть фрагмент субъективной модели, обладающий свойствами содействовать достижению общесистемных целей, обладающих функциональной автономией и совокупностью необходимых связей.

5.            Граница системы представляет не геометрическую, а функциональную характеристику. В состав системы субъективно включаются целеустремленные элементы, эффективно содействующие достижению общесистемной цели.

6.            Сложность системы - многокритериальный параметр, зависящий от субъективных целей исследователя.

7.            Системный взгляд, как и логика, является сознательным  проявлением естественных, «зашитых» в подсознании механизмов исследования объективной реальности.

8.            Эмерджентность есть новая информация, появляющаяся при комбинировании, элементов и связей системы.

9.            Цель – это направление активности открытой нелинейной системы, эквифинальное состояние (завершающего лишь некоторый этап эволюции).

10  ОТС еще не является теорией. ОТС представляет собой комплект очень полезных концепций, находящийся в развитии.

11. Возникает необходимость развития ОТС в направлении «Синергетической теории систем» (СТС). Предлагается систему воспринимать не как статичную структуру, а как процесс в четырехмерном пространстве – времени.

12. Сложным объектам биологической, физиологической, социально-психологической природы свойственны схожие принципы функционирования, развития и эволюции.

13. Синергетическая концепция развития дополняется новыми типами элементов

·     Механистический элемент – функциональная часть системы, которую можно физически изъять и вернуть обратно без потери свойств (регенерация).

·     Органистический элемент не может быть извлечен из системы и возвращены обратно без разрушения системы.

·    Насцентный элемент имеет возраст, равный возрасту изучаемой системы.

14 СТС опирается на концепцию временной развертки четырехмерного насцентного элемента, имеющего начало в прошлом и продолжающегося до момента наблюдения (кинофильм).

 

4.2. Общая теория системных связей (ОТСС).

Связи объекта характеризуют план строения, его архитектуру. План строения объекта часто замещается понятием “структура”. Структура являет собой относительно устойчивый порядок, закон композиции элементов [208]. Под структурой системы понимается совокупность основных системных единиц и устойчивых взаимосвязей между ними, а также взаимосвязи между иерархическими уровнями [147]. Можно считать, что план строения, структура, система и модель суть синонимы. Можно делать попытки найти отличия в этих понятиях, но это не способствует выработке обобщений. Множество терминов для обобщений вредно, так как создает информационный «шум».

Связанность элементов системы является объектом дискуссии. Объекты Мира  существуют в определенных отношениях друг с другом. Чем отличается понятие «связь» от понятия «отношение»? А.И. Уёмов считает, что связь является частным случаем отношений. [210]. Однако  «взаимоотношение» «взаимодействие», «взаимосвязь», в своей сущности совпадают друг с другом.

Если подойти к этому вопросу с точки зрения присутствия наблюдателя, то окажется, что отношение является отражением  связи в сознании наблюдателя. Связь первична, а отношение вторично. Связи (взаимодействия) между реальными объектами реализуются в результате обмена веществом, энергией, информацией (ВЭИ). Часто в сознании материальная основа связей теряется, и от них остаются одни отношения. Отношения возникают в сознании, а связи могут существовать без наблюдателя. Отношения представляют собой идеализированную модель связей. Приведем доказательства.

Если два объекта разной массы поместить в отдельные изолированные камеры, то обмена веществом и энергией между ними не будет, но отношения сохранятся, например, один предмет оказывается тяжелее другого в 10 раз. К такому ошибочному заключению приходят потому, что не принимают во внимание присутствие наблюдателя. До помещения в камеры субъект знал массу каждого объекта. Отношения между объектами в сознании сложились до момента помещения их в камеры. Эти отношения осталось и после помещения в камеры. Модели объектов продолжают взаимодействовать информационно в сознании экспериментатора, что осознаётся им как отношения. Для постороннего человека между предметами нет отношений. Итак, отношения являются субъективной оценкой существования незамеченных, настоящих или прошлых информационных связей.

Например, отношение между давлением (Р) и температурой (Т) некоторого объема газа описывается известным уравнением РV = RT (V- объем, R- константа). Известно, что повышение скорости движения молекул приводит одновременно к повышению давления и температуры. Давление есть результат следствия ударов молекул о стенки сосуда, а температура – ударов молекул о термометр. Поэтому формализованное отношение в своей сущности отражает взаимодействие (связь) молекул со стенками сосуда.

Понятие связь не достаточно проработана в философском и научном плане. В древних философских учениях Мир считался (взаимо)связанным. Односторонней связи быть не может. Садовский [190] напрасно анализирует вариат одностороних связей, их в природе не существует. На всякое действие всегда имеется противодействие (не всегда симметричное). Движение электрического тока испытывает сопротивление (закон Ома).

В классической механике этот факт выражается законом равенства действия и противодействия.  попытка изменить скорость движения тела вызывает  противодействие (сила инерции). Давление на опору вызывает реакцию опоры. Движение в плотных средах сопровождается силами трения.

Взаимодействие есть процесс, а не состояние. На макро уровне взаимодействие осуществляется путем обмена триедиными потоками вещества, энергии, информации. Например, электрический ток представляет собой движение электронов. Энергия пара есть движение молекул воды. Механическая энергия  - это движение тела (например, молотка), а свет, (электромагнитная волна) – движение фотонов. Энергетические потоки всегда сопровождают потоки материи.

Информация также переносится посредством вещества, поэтому все потоки триедины вещество (В) + энергия (Э) + информация (И) (ВЭИ - потоки). Телеграфные сообщения являются прерывистым движением электрического тока. Световой телеграф - модулированным движением фотонов. Информация всегда передается в форме движения материи со всеми сопутствующими противодействиями.

В физическом понимании понятие «поток» не однозначно. Его можно представить как перемещение вещества в пространстве из одного места в другое. Если в замкнутый сосуд накачивать поток воздуха, то давление воздуха в сосуде будет расти. Мы наблюдаем единый процесс, в ходе которого движение воздуха (поток) трансформируется в процесс изменения внутреннего состояния сосуда (рост давления). Изменение внутреннего состояния есть следствие потока извне. Можно показать, что любое перемещение сопровождается изменением состояния системы.

Когда мы нагреваем один конец металлического стержня и тепло распространяется вдоль него, то принято говорить, что по стержню идёт поток тепла, но при этом отсутствует какое-либо материальное перемещение вдоль стержня. Растет кинетическая (хаотическая) энергия молекул и перемещается температурный фронт. Перемещается состояние вещества, но не само вещество. Звук (носитель информации посредством распространения колебаний в воздухе) также не сопровождается переносом вещества («ветром»).

Но существуют примеры распространения энергии и в виде потоков-перемещений. Электрический ток, энергия падающей воды являются потоками перемещения. Однако все разновидности потоков сопровождаются изменением состояния системы, а перемещение в пространстве - это всего лишь частный случай изменения состояния системы. Покажем это.

Если какая-нибудь масса перемещается из одной области пространства в другую, то уменьшается плотность вещества в одной части пространства (изменяется состояние системы масса-пространство), и увеличивается плотность в другой части. Наблюдается процесс изменения состояния системы вещество-пространство, хотя его привычно называют перемещением. Итак, любой поток является процессом изменения состояния (параметра) системы.

Известно, чем более обобщенное понятие, тем большее количество «вещей» и процессов оно способно объединить. Например, понятие «предмет» объединяет и человека и стул. Именно такие обобщения искал А. Богданов [30]. Понятие ВЭИ поток объединяет множество разрозненных представлений теории систем.

Конфигурации ВЭИ потоков бывают разнообразными. Например, входные потоки ресурсов для промышленного производства всегда дискретны. Сырье периодически порциями поступает на склад. Связь между людьми может осуществлятся посредством писем (порция информации). Конфигурация ВЭИ потока информативна, как азбука Морзе. Оптимизация работы системы заключается не только в установлении необходимых связей, но и в оптимизации конфигурации ВЭИ потоков. Рассмотрим применение концепции ВЭИ потоков на примерах.

Экономику можно представить как процесс обмена потоками сырья, товаров, денег (информации). Обмен веществ в организмах, биоценозах, биосфере, как и экономика человечества, тоже является потоковым процессом. Очевидно, что экономика является продолжением природного обмена веществ, но с помощью других средств.

В логистике (науке рационального управления потоками) интуитивно давно уже не различают поток - перемещения от потока – изменения. На пути движения товара встречаются склады, где перемещение временно останавливается, но логистики считают такое состояние разновидностью потока [194]. Очевидно, что на складе продолжается процесс изменения состояния товара (вещества). Идет старение, порча, фасовка, упаковка и т.п., т.е. заканчивается поток перемещения и продолжается поток изменения.

Рассмотрим производство как средство преобразования потоков. На вход производственной системы поступает поток В1Э1И1. На выходе имеем поток В2Э2И2. Производство включает процесс подведения  энергии к предмету труда. Информация (знания рабочего, ЭВМ) управляет потоком энергии, прибавляя к предмету труда новую информацию. Подводимая энергия, сделав свое дело, может превратиться в тепло, но оставшаяся часть вещества и содержащаяся в нем информация приобретают статус нового продукта (товара). Итак, товар представляет собой некоторую новую атрибутивную информацию. Покупая скульптуру из мрамора, мы платим не столько за мрамор, сколько за образ, форму, т.е. за информацию, воплощенную в куске мрамора. Эстетическая составляющая товара имеет информационную природу. Переплачивая большие деньги за редкий товар, мы платим за информацию об его редкости.

Рассмотрим сущность понятия «потребление», исходя из концепции ВЭИ потоков. Предприятия потребляют потоки сырья. Покупатели (конечные потребители) потребляют пищу, предметы быта. На вход потребляющей системы поступает поток ВЭИ. У любой открытой системы есть обязательно выход. Выходные потоки потребителей называют отходами. Они попадают в окружающую среду (свалки, стоки, газовые выбросы). Отходы могут стать сырьем для потребления живыми организмами, т.е. преобразуясь, потоки циркулируют в биогеосистемах. Если же поток отходов не находит своего потребителя, то возникает экологический кризис. Поток перемещения теряет свою активность и превращается в поток-процесс (длительное изменение без перемещения в пространстве: коррозия, растворение, гниение и др.). Как видно, потоковая парадигма естественным образом связывает экономику и экологию, что чрезвычайно актуально на фоне надвигающейся экологической катастрофы и необходимости согласованно управлять не только экономическими потоками, но и биосферными потоковыми процессами.

Науку о финансах, о движении денег в экономических системах можно рассматривать с позиций потоковой парадигмы. Обмен веществом (бартер) наиболее древний механизм организации социумов (как животных, так и человеческих). Обменные потоковые процессы являются теми связями, которые создают целенаправленную систему. В обменных ВЭИ потоках преобладает вещественная (В) компонента. В ходе эволюции обменных процессов человечество изобрело потоки денег - символов вещества. Деньги в любом воплощении (бумажные, монеты, электронные и пр.) остались потоками ВЭИ, но информационная составляющая (И) стала доминантой. Поэтому считают, что деньги представляют собой потоки информации о наличии материальных благ в обществе в целом и у отдельных индивидуумов, в частности. Термин «финансовые потоки» давно узаконен в экономике. Деньги выполняют функцию меры стоимости и меры полезности. Примеры можно приводить и далее, причем не только для «живых» систем, но и для «неживых». Например, Вернадский исследовал циркуляцию потоков химических элементов в биогеосфере [39, 40]. Однако ограничимся уже приведенными примерами.

В связи с триединством ВЭИ потоков следует считать некорректной классификацию систем в виде изолированных, закрытых и открытых. Триединство ВЭИ потоков исключает возможность обмена только энергий (закрытые системы). Энергетический поток реализуется через изменение состояния (перемещение) вещества. При плотном соединении двух металлических нагретых предметов, между ним протекает тепловой поток и осуществляется диффузия атомов (сварка). Покажем, что даже диффузный поток тепла всегда сопровождается процессом изменения вещества.

Мысленно создадим закрытую систему (через границу закрытой системы по определению может проходить тепло). Химический процесс (например, горение) во внешней среде сопровождается выделением тепла. Тепло через границу проникает внутрь, повышает температуры внутренней среды, что может сопровождаться  изменением фазового состояния. Итак, процесс движения молекул во внешней среде провоцирует процесс движения молекул во внутренней среде. Два процесса связаны между собой, следовательно, их можно рассматривать как системное единство, как целостность, как эстафету.

В связи с изложенным обращает на себя внимание ограниченность взгляда на эволюцию. Под эволюцией понимают развитие вещественной составляющей (В), но энергетическая (Э) и информационная составляющая (И) игнорируются. Мы постараемся исправить это упущение. Представление о ВЭИ потоках и ВЭИ содержании всех объектов материального мира создает «осевую линию» глобального эволюционизма. Развитие вещества (В) всегда должно сопровождаться развитием энергии (Э) и информации (И). Имеет место триединая ВЭИ эволюция, рассмотрение которой будет проведено в последующих главах (подробнее см. 5, 6).

Итак, проявляется единый каркас, на который можно нанизывать многообразные частные проявления науки о системах различной природы (управление, экономика, экология и пр.). В основе любых динамических систем лежат триединые ВЭИ потоки, которые протекают в материальных средах.

В любых системах количество связей существенно превышает количество элементов. Например, каждый нейрон мозга имеет десятки тысяч связей. Каждый человек связан с тысячами людей. Биосферные связи трудно проследить.

Реакция физико-химической системы на внешнее воздействие осуществляется посредством реорганизации внутренних связей (принцип Ле - Шателье – Брауна). Реорганизация связей при неизменном элементном составе может привести к радикальным изменениям свойств системы. Сравните свойства алмаза и графита. Оба вещества состоят из атомов углерода, но организованы они различными связями. Движения животного осуществляются посредством сокращения мышц (изменение связей клеток). Атомное ядро удерживается от распада обменом (связь) мезонами. Гипотетические кварки в нуклонах связаны процессами обмена глюонами. Процессы в экономике есть процессы обмена товарами, деньгами. Биосфера объединяется трофическими и другими связями. Всякое внутреннее движение  сопровождается изменением связей.

Итак, все виды взаимодействия реализуются через движение вещества, обладающего массой, зарядом, информацией. Движение (связь) всегда происходит «из пункта А в пункт В», от одного элемента к другому. Следовательно, связи не могут существовать без элементов, как и элементы без связей. Возникает представление о «кентавре» элемент – связь. Усилить это утверждение можно следующим образом.

Связь есть ВЭИ поток по некоторому каналу. Канал всегда материален. Например, звук по воздуху передаётся от молекулы к молекуле. Почтовый канал связи представляет  совокупность посредников и транспортных систем. Итак, канал связи есть совокупность связанных элементов. Любой субъективно выбранный элемент в свою очередь также является системой, организованной своими внутренними и внешними (вход, выход) связями. Можно последовательно раскрывать структуру иерархически расположенных элементов (принцип матрешки), каждый раз обнаруживая новый микрокосм. Например, биосфера Земли объединяется совокупностью связей между биоценозами и организмами. Организмы, в свою очередь, представляют совокупность связей между внутренними органами. Внутренние органы есть связанные клетки. Клетки можно представить в виде молекулярных связей, а молекулы - в виде агрегатов связанных атомов. Атом существует вследствие взаимодействий между ядром и электронами. Ядро есть комплекс связанных нуклонов. Нуклон состоит из трех связанных кварков. Что дальше? Где обнаружиться первый неделимый элемент, истинный атом, который должен совмещать в себе понятия «элемент» и «связь». Современная физика еще не определилась с этим, поэтому остаётся область, открытая для философии.

Представление о научном знании как системе понятий и моделей, в которой ни одна часть не является более фундаментальной, чем другая, было сформулировано в 1970 гг. физиком Джефри Чу в виде так называемой бутстрап - теории. Философия бутстрапа не только отвергает идею фундаментальных кирпичиков материи, но вообще не принимает никаких фундаментальных сущностей, констант, законов или уравнений. Вселенная рассматривается как динамическая паутина взаимосвязанных событий. Ни одно свойство любой части этой паутины не является фундаментальным и вытекает из совокупного свойства других частей, а общая согласованность их взаимосвязей определяет структуру всей паутины связей[92].

Движение может реализовываться в форме колебаний (волны) или потоков (течения). Волны осуществляются возвратно-поступательными движениями вещества. Но потоки представляют собой однонаправленные движения. Однако в замкнутой системе движение в одну сторону может быть только временным или кажущимся. Поэтому всегда должны возникать встречные потоки. Если в бассейне гнать воду в одну сторону, то можно увидеть потоки воды и в обратном направлении. Встречные потоки воды являются обратными связями.

Выход одного элемента всегда связан с входом другого. Связи не обязательно должны быть постоянными, непрерывными. Могут быть дискретные, связи.

Могут существовать связи в потенции. Человек на работе сохраняет виртуальную связь с семьёй. Канал связи может работать в «прямоточном» режиме (например, как в пищеводе). Может реализовываться и «возвратно – поступательный» режим (дыхание, вдох – выдох).

Минимальной системой, по мнению В.Н. Садовского [190], являются два элемента и связь между ними (рис. 4.2.1 А). Из них складываются цепочки связей (рис. 4.2.1.В). Однако с этим трудно согласиться. Открытые системы, кроме того, должны иметь входные и выходные связи с окружающей средой (рис 4.2.1.С). Можно представить элементарную замкнутую систему из одного элемента и одной связи, если выход элемента соединить со своим входом  (рис.4.2.1.Д).

 

                                                                              Е

                        Вход          Выход                                                                                          

А

                                       С

                                           

                                                 Д

     В       

                   Рис. 4.2.1. Простейшие системы.

 

Предельная абстрактная система есть объединение элемента и связи в едином «кентавре». Замкнутый в себе, однородный, неделимый, материальный канал связи представляет собой элемент – петлю (рис. 4.2.1. Е). Но он должен иметь вход и выход (иначе – это не элемент). Поэтому на рисунке элемент-петля взаимодействует с другими Функциональный элемент должен содержать при себе все необходимые связи, иначе он не сможет функционировать. Мир един и взаимосвязан, поэтому связи существуют между всеми элементами и совместно с элементами. Связи, изображенные на рис. 4.2.1 являются идеальными моделями. Реальные связи в природе имеют вещественное наполнение. Чаще всего, канал связи представляется локализованным и направленным. (Трубопроводы, дороги, электропровода, реки, твердые, жидкие, газообразные среды и пр.). Но реальные каналы всегда теряют часть ВЭИ. Например, поток горячей воды, локализованный в объеме трубы, через изоляцию теряет тепло. Утечки электрического тока из проводника также нагревают окружающую среду, рассеиваются через электромагнитное излучение и т. п.

В нелинейных средах можно обеспечить относительную локализацию потоков (тепловая и электрическая изоляция). В изотропных средах растекание потоков происходит по всем доступным каналам. Например, в изотропной среде тепловое поле от точечного источника имеет сферическую симметрию. Электрические и гравитационные поля от точечных источников также симметричны.

Связь всегда содержит передатчик + канал + приёмник ВЭИ. Для  нарушения связи достаточно ликвидировать любой из названных элементов. В целостном материальном Мире ликвидировать связи полностью нельзя. Можно сделать их малопригодным для целей системы. Но для  жизнеспособной системы нужна не любая связь, а эффективная. Поэтому эффективная связь осуществляется через структурированный канала, проложенный в материальном пространстве.

Организованность объекта можно характеризовать степенью упорядоченности связей. Чем меньше диффузных связей в объекте, тем выше степень организованности. Назовем эту организованность «диссипативной».

Однако не все каналы связи содействуют достижению цели («лебедь, рак, да щука»). Целевая степень организованности может быть охарактеризована долей связей системы, содействующих достижению цели.

Взяв за основу изложенную идею, можно формализовать в первом приближении понятие «степень организованности» Сод Кц,  Где Кд – доля локализованных связей; Кц – доля «целесодействующих» связей. Можно уточнять уравнение, вводя дополнительно коэффициенты, учитывающие степень участия каждой отдельной связи в достижении цели системы.

Системы Мира принято рассматривать с позиций их структуры. Структура - это топология связей, поэтому попытаемся построить иерархическую систему мировых связей.

На субатомном уровне действуют сильные и слабые взаимодействия, которые физики представляют как обмен глюонами и мезонами. В ядре атома нуклоны обмениваются мезонами, и это удерживает их от распада. Можно образно представить жонглеров, перебрасывающихся предметами. Процесс переброски обеспечивает их работой и удерживает коллектив от распада. Обмен предметами происходит через пространство (воздух), которое зрителем воспринимается как пустота. Физики также считают, что мезоны перемещаются в пустоте. Будем считать, что пустота – это образ еще не понятой материальной среды. Долгое время вакуум также отождествляли с пустотой, но оказалось, что это сложная материальная среда. Из вакуума родился Мир [108, 238].

Сильные и слабые взаимодействия действуют на расстояниях соизмеримых с атомными ядрами и обходятся без «видимых» посредников.

Атом представляет собой систему более крупных размеров, где начинают доминировать электромагнитные взаимодействия, которые могут распространяться на бесконечные расстояния в любой среде, но ослабевают обратно пропорционально квадрату расстояния и диэлектрической проницаемости среды. Их объясняют обменами фотонов. Электромагнитные и гравитационные связи самые длинные, диффузные, не имеющие четких каналов распространения в однородных средах.

Кроме электромагнитных сил в атоме присутствуют силы инерции. Атомное строение уравновешивается  электрическими силами притяжения и центробежными силами отталкивания.

Стабильность системы свидетельствует о процессах гомеостазиса, присутствии отрицательных обратных связей. Квантовая механика объясняет «вечное» движение электронов по орбите тем, что потеря их энергии может происходить только порциями (квантами), а «плавное» падение электрона требует отдачи энергии непрерывно, чего электрон делать не может, поэтому обречен на вечное движение по орбите, движение без затрат энергии. В этом объяснении много неясного.

Признавая стабильность атома, мы должны признать или возможность вечного  движения, вечного двигателя или предположить существование притока энергии из вакуума, придать электрону статус открытой системы. Можно задать еще один вопрос. Если электрон не может плавно покидать свою орбиту, но может скачком оказываться на соседней орбите (излучая квант энергии), то где он находился в состоянии перехода? Может быть в другом измерении?

Атомные агрегаты, (молекулы), существуют, благодаря электромагнитным взаимодействия. Молекулы связаны в цепи, как люди в хороводе. Так связаны атомы в кристаллах, группы молекул в полимерах, все макроскопические «вещи». Силы трения, силы упругости, химические взаимодействия – всё это проявление эстафетных электромагнитных взаимодействий.

Длина связей возрастает за счет эстафетной передачи взаимодействий. Эстафета усматривается и в волновых процессах. Колебания передаются от частицы к частице, как в почте на перекладных, в эффекте домино, в штапельном волокне, в железнодорожном составе. Удлинение электромагнитных связей стало возможным только при возникновении упорядоченных материальных каналов. Электромагнитное взаимодействие в сильно нелинейных (гетерогенных) средах. может стать канализированным. В технике известны магнитопроводы, волноводы, световоды, линии электропередач, водопроводы, газопроводы, железные и грунтовые дороги и пр. Такие каналы можно увидеть и в природе. Водопроводы – реки, трещины в земной коре, космические ливни заряженных частиц в магнитосфере Земли. Ливни электронов в атмосфере (молния). Морские и атмосферные течения. Вулканы – потоки газа, жидкости, пепла. Маршруты передвижения птиц, рыб, животных (тропы). В живых организмах в ходе эволюции связи удлинялись, становились адресными. Например, гуморальная система  (древняя) в организмах работает на потоках жидкости (кровь, лимфа). Информация (химическая) выбрасывается в поток, который по каналам достигает всех подсистем. Информацию извлекает любая нуждающаяся в ней подсистема. Гуморальная система дополнилась более адресной нервной системой. Сигнал по цепочке нейронов достигает адресата. Так работают и радиорелейные линии.

Важно обратить внимание, что эволюция не элиминирует фундаментальные, древние способы организации связей, а, комбинируя их, усложняет, строит иерархии системных связей.

Можно сказать, что новые элементы возникают на основе новых комбинаций связей. Комбинированию подлежат сильные, слабые электромагнитные и гравитационные взаимодействия. Направленное движение поршня является следствием хаотического движение молекул. что приводит в движение паровоз и т.д. Среди «элементарных» сил в макроскопических масштабах работает только гравитация.

Связи могут возникать в результате перемещения материальных посредников (глюоны, мезоны, фотоны) или в результате перемещения самих взаимодействующих элементов (молекулярные взаимодействия, столкновение шаров, человеческие взаимоотношения, биосферные процессы и др.). Оба типа связей сосуществуют. На атомарном уровне взаимоотношения типа электроны – ядро, нуклон – нуклон осуществляются только через обмен посредниками (фотоны, мезоны). На молекулярном уровне уже имеет место их сочетание. Взаимодействующие молекулы сначала должны сблизиться, затем соединиться, обмениваясь электромагнитными квантами или электронами.

В живой клетке также циркулируют потоки белковых молекул, РНК, воды, газа и пр. Взаимодействия более крупных организмов воспринимаются сознанием человека преимущественно  как перемещение тел, частей тела, хотя в их основе также лежат фундаментальные, элементарные взаимодействия.

Благодаря малой плотности среды космические объекты редко сталкиваются друг с другом, но постоянно взаимодействуют через гравитационные поля. В зонах высокой плотности вещества (на планетах) механические столкновения становятся более вероятными. Роль столкновений в образовании систем возрастает. Например, скорость химических реакций пропорциональна концентрации вещества. Концентрация населения в городах ускоряет рост культуры, увеличивает темпы роста производства.

И в экономических системах можно обнаружить два типа взаимодействия. Прямое взаимодействие (производитель – потребитель) и косвенное, обменное (производитель – посредник – потребитель). Для общения голосом сначала надо сблизиться на доступное расстояние, затем через волновой процесс (голос) завершить взаимодействие. Однако при наличии телефона можно держать связь на любом расстоянии только посредством волнового процесса. Между производителем и потребителем взаимодействие может происходить на любых расстояниях (пересылки товар – деньги).

Итак, взаимодействие посредством механических  контактов в большей степени реализует компонент «ВЭ», и в меньшей – «И», т.е. имеет место поток «ВЭи». Если связь ведется по телефону, то реализуется вариант «вэИ». Электрический ток, постоянной частоты и напряжения является образцовой моделью канала энергетической связи и может быть символизирован как «вЭи».

Энергетический «вЭи» канал связи пропускает равномерный, однородный поток вещества с высокой кинетической энергией. Например, перегретый пар или водопад.

Вещественный Вэи поток представляет собой равномерный, поток большой массы. Например, водопровод для питья, конвейер, товарооборот.

Информационные вэИ процессы самые быстрые, затем следуют энергетические и материальные. Информационные потоки содержат минимум вещества (массы) и энергии, но насыщены информацией (например, радиоволны). Очень низкое содержание вещества (массы) позволяет перемещать их с большими скоростями (скорость света).

Итак, связи можно характеризовать рядом факторов: структурой канала связи, длинной, целеустремленностью, диссипативностью (потерей своего содержания, наполнение чужим содержанием), ВЭИ содержанием, проводимостью, эстафетностью, затуханием по составляющим «В», «Э»,«И». Связь может осуществляться через один канал или через встречно-параллельные каналы (многоканальность).

Проводимость канала может быть нелинейной по любым составляющим ВЭИ. Связи могут быть прямые, косвенные, параллельные, последовательные, входные, выходные, кольцевые. Могут быть несимметричные связи («туда» сильнее, чем «обратно»). Потоки могут быть пульсирующими, дискретными. На нижних уровнях протекают наиболее быстрые колебательные процессы. Высокие уровни совершают гораздо более медленные ритмы. Свойства связей изменялись в ходе эволюции, поэтому рассмотрим эволюцию связей.

1. Длина адресных каналов связей возрастает по мере укрупнения «вещей». В ядрах атомов «господствуют» короткие связи. В атомарных и молекулярных агрегатах приобретают значимость электромагнитные связи. Удлинение затухающих электромагнитных связей в сложных агрегатах осуществляется «эстафетным» способом. Для крупных, массивных объектов значение гравитационных связей возрастает до космических масштабов. «Длинные связи» нуждаются в «обслуживании» В длинных связях требуется повышенная «разность потенциалов» (закон Ома в электротехнике). Длинные связи требуют повышенных затрат энергии и мероприятий препятствующих их разрушению. По причине потери прочности длинных связей слишком большие системы теряют устойчивость. Экологи считают, что при катастрофах в биосфере в первую очередь гибнут крупные организмы, а одноклеточные и простейшие выживают.

2.       По мере усложнения объектов и удлинения связей уменьшается их прочность. Чтобы разрушить связь между нуклонами, нужна температура в миллиарды градусов. Чтобы разрушить электромагнитную связь в химических соединениях достаточно температуры до 1000 К. Белковые молекулы деградируют при 330К. Живой организм может погибнуть от точечного укола. Социальные системы разрушаются из-за внутренних противоречий, но эти процессы нельзя уже оценивать с энергетической точки зрения. Устойчивость социальных систем определяется не только энергетической прочностью, но и информационной, управленческой.

3. В ходе эволюции возрастает степень специализации и организации связей. Количество диффузных связей уменьшается. Вместо них возникают разнообразные адресные, специализированные. Например, электромагнитное поле изолированного заряда (электрона) имеет круговую симметрию. Поле более сложной молекулы может быть асимметричным (диполь). Взаимодействие между молекулами стохастично, происходит множество проб и ошибок пока не возникнет комплиментарное взаимное положение. Но гетерогенные катализаторы работают целенаправленно, «выбирают» нужную молекулу, разворачивают её в нужное положение и «сшивают». Ферменты живых систем еще более уникальны по своей избирательности. Транспортные системы организмов локализованы и доставляют ресурсы (ВЭи) по кровотоку, лимфотоку ко всем клеткам. Более поздние нервные системы становятся целенаправленно адресными (вэИ). В нервных волокнах осуществляются длинные связи эстафетным путем от нейрона к нейрону. Но в мозге большую роль начинают играть длинные прямые связи нейрона с другими нейронами. Каждый нейрон может иметь около 104 связей. Адресные связи между людьми достигают размера земного шара.

Самоорганизация может быть представлена как процесс интеграции связей. Множество диффузных связей «сливаются» в локализованные каналы. Например, струи дождя занимают всё пространство воздуха. На  земле вода собирается в ручейки. Ручейки стекают в реки. Реки сходятся в океане. Этот процесс идет самопроизвольно. Ручьи промывают себе желоба, реки – русла, уменьшая вероятность диффузного растекания.

Социальные образования человечества также не избежали процессов канализации связей. Сточные колодцы в селах равномерно рассеяны по территории. В крупных городах стоки от каждой квартиры последовательно интегрируются в системе канализации, моделируя природные водостоки. Производственные потоки, транспортные системы, системы водоснабжения, газоснабжения напоминают фрактальную организацию бронхов, систему кровоснабжения.   Самоорганизацию потоков можно видеть и в химических процессах (колебательные реакции Белоусова –Жаботинского [75] и в конвекционных потоках жидкости (ячейки Бернара) [73].

Каждый человек может взаимодействовать с другими людьми большим количеством способов.  На производстве люди объединены в группы, коллективы. Между коллективами формируются новые связи, количество которых меньше, чем между совокупностью разрозненных людей. Новые связи между коллективами осуществляются  специалистами по связям. Обобщённые связи несут повышенную нагрузку. Они работают вместо упраздненных связей, что создает экономию по энергии и информации. Не исключено, что именно это и определяет стрелу эволюции.

Итак, новые системные связи возникают на основе прежних. Технические средства связи между коллективами принципиально не отличаются от связей между индивидами. Коллективные связи обеспечивают усредненные интересы коллектива и менее разнообразны. При распаде коллектива, общественные связи распадаются на индивидуальные. Связи не исчезают, они интегрируются и дифференцируются в большом разнообразии (закон сохранения количества первичных связей?).

4. Эволюция живых организмов сопровождается повышением степени локализации связей. Живая клетка общается со средой через множество пор на всей поверхности мембраны. В многоклеточных организмах появляется локализованный пищевод, анальное отверстие, дыхательные пути. Сохраняются и рудиментарные способы коммуникации с окружающей средой. У человека поры кожи напоминают поры мембран клетки. Некоторые рептилии способны поглощать воду через кожу лап, дышать всей поверхностью кожи и пр. Итак, сокращение количества связей происходит не в результате их исчезновения (иначе, откуда бы они появились при деструкции системы), а в результате ассоциаций, агрегирования, «скручивания» множества связей. Аналогом может послужить канат, сплетенный из множества филаментов. Канат можно сплести и расплести. Свойства каната отличаются от свойства простого пучка филаментов. Эволюция может быть представлена как «плетение канатов» из связей. Вата есть образ хаоса, но ткань, сплетенная из хлопкового волокна, есть символ порядка.

В новых системах возникают новые связи и новые эмерджентные свойства. Механизмы возникновения новых связей слабо изучены. Обычно ограничиваются простой констатацией этого факта. Не вдаваясь в анализ типов связей, можно сделать обобщение, что все «новые» связи есть особая комбинация из «старых», диффузных.

5. Появление в субстрате  сети адресных каналов связи увеличивает вероятность замыкания контуров положительных и отрицательных обратных связей, а, следовательно, появления процессов управления (гл.3.4.). Выходной сигнал некоторой системы, распространяясь в сплошной среде, всегда может вернуться на вход этой же системы (эффект эхо). Если выходной ВЭИ поток достаточно сильный и имеется канал обратной связи высокой проводимости, то на вход вернется сигнал, способный преодолеть порог чувствительности системы. При определённых фазовых соотношениях (положительная обратная связь) возникнет «микрофонный эффект», система начнет генерировать новое качество. Этот эффект имеет большое значение в инновационных процессах, поэтому ему следует уделить особое внимание.

Для возникновения новой генерации положительная обратная связь должна «пробить» канал достаточной «мощности». Для этого должны быть выполнены следующие условия. Выходной ВЭИ поток некоторой системы должен быть необходимой мощности и достаточной длительности. Кроме того, должен существовать канал обратной связи. При отсутствии эффективного канала выходной ВЭИ поток может бесполезно  распылиться в пространстве и на вход в виде эхо вернется слишком слабый сигнал, чтобы вызвать генерацию нового качества.

Для создания мощного выходного ВЭИ потока система должна концентрировать ресурс. Если это невозможно, то, исчерпав запас, процесс прекратиться.   Например, тяжелые атомы распадаются только в «горячих» недрах звезд. Концентрация водорода в звездах приводит к синтезу тяжелых элементов (в том числе углероду – основе жизни). Концентрация тяжелых элементов в планетах земного типа позволила возникнуть земной жизни. Биосфера сконцентрирована в тонком слое земной коры. Для осуществления ядерных и химических реакций необходимо преодолеть энергетический потенциальный барьер. Мутация в ДНК происходит при  сильном энергетическом воздействии (облучение). Разрушение любой системы требует преодоления порога прочности, концентрации усилий (нож, стамеска, топор, молоток, детонатор). Возгорание начинается при определённой концентрации тепла (температуре). Пассионарный накал приводит к образованию этноса. Капитализм возник при концентрации капитала, рабочей силы, знаний.

Концентрация «коротких» связей возрастает в городах с высокой плотностью населения. Города стали центрами зарождения буржуазии, генераторами инженерной масли и технических систем, .концентраторами власти. Победа атакующей армии не возможна без концентрации живой силы, техники и пр. Ядерный взрыв происходит только после достижения некоторой критической массы урана. При растяжении каната вначале разрываются «слабые» волокна, напряжение лавинообразно возрастает, развивается процесс разрушения. Рыночные конкурентные отношения при концентрировании ресурсы легко переходят к монополизму сильнейшего. Раковая опухоль концентрирует кровеносные сосуды. Итак, для преобразования «старого» и возникновения «нового» требуется концентрация ВЭИ.

6. На фоне специализации происходит элиминирование «лишних» связей. Например, в газах реализуются все типы движения молекул Вращательные движения молекул минимизируются в жидкостях, ограниченно остаются поступательные и колебательные. В кристаллах остаются только колебательные движения. В организмах возникают иерархические связи управления (вэИ) и горизонтальные связи соподчинения, согласования, координации.

7. Поскольку материальный мир является дискретным и энергетически квантованным, то и ВЭИ потоки всегда дискретны, неравномерны. При движении электронов по проводникам можно измерить «дробовой эффект», неравномерность потока электронов. В изолированном сосуде давление газа флуктуирует, из -за неоднородности движения молекул. Любой гомеостат работает в колебательном режиме. ВЭИ потоки периодически изменяются количественно, качественно, циклично.

В ходе эволюции, с усложнением систем длительность колебательных циклов управления возрастает. Биосферные циклы растянуты на сотни миллионов лет. Популяционные волны короче. Клеточные циклы исчисляются минутами. Очевидно, при проектировании систем управления необходимо вести поиск оптимальных ритмов пульсаций ВЭИ потоков в каналах связи. В этом направлении ведутся работы (И. И Блехман. «Вибрационная механика»).

Среди квантованных взаимодействий можно рассмотреть «одноразовые» взаимосвязи, работающие только на старте запускаемого процесса. При  стрельбе в цель взаимодействие в системе стрелок - оружие – пуля осуществляется только на стадии прицеливания. После выстрела связь между стрелком и пулей прекращается, но результат выстрела определяется стартовым кратковременным взаимодействием.

 Генетический код эмбриона также является стартовым условием его развития. Выше рассматривалась эволюция Вселенной, запущенная стартовым взаимодействием сингулярного состояния.

8. В ходе эволюции ВЭИ связи приобретают сигнальный характер. Сигнал представляет собой поток конфигурации «вэИ». Для действия сигнальной связи передатчик и приёмник должны иметь память и знания о содержании сигнала. Приёмник должен иметь запас энергии и вещества для выполнения команды сигнала. Сигнальные связи могут функционировать только  в обучаемых системах. Например, красная ракета является сигналом атаки. Эти сведения бойцы получили заранее. Они имеют боезапас и энергию для передвижения. Сигнальное управление можно отнести к категории синергетического управления. Сигнал воздействует на «параметры порядка». Наездник не учит лошадь переставлять ноги, он действует сигналом (кнут и пряник). Управлять ослом легче, чем молекулой. Осел сам знает, что ему делать.

Сигнальная концепция управления техническими системами позаимствована человеком из природы. Наличие памяти (программ поведения) в объекте управления упрощает работу управляющей системы. Объект сам знает свое дело, достаточно послать сигнал начала действия и вида работы.

9. В ходе эволюции технологические находки обычно не теряются. Они сохраняются и к ним добавляются новые. Так гуморальная (химические потоки) система организма дополнилась нервной системой. Гуморальный сигнал адресован всем и может распространять с потоками жидкости на любые расстояния, хотя и медленно, но реагируют на него только те, которым он предназначен, используются кровеносные и лимфатические протоки для передачи сигналов. В данном случае материальный поток является одновременно и информационным каналом.

Гуморальная система управления работает медленно, действуя на большие расстояния (размеры организма). Сигнал распространяется со скоростью потока жидкости. Такого рода сигналы, как говорится,  «на всю Ивановскую» сохранились и в сообществах животных (крик об опасности), и у людей (средства массовой информации). На более древнем уровне истоками гуморального регулирования являлись цепные химические реакции, когда одна реакция запускала цепь других реакций.

Нервная и гуморальная регуляции связаны. Нервный импульс доходит до своего адресата более точно и быстро. По нервам сигналы распространяются со скорость 70-120 м/с, но существуют и «медленные» каналы 0.5-2 м/с. Возможно, эти системы имеют разный эволюционный возраст. Вероятно, скорость передачи нервного сигнала изменялась в ходе эволюции. На пути нервного сигнала возникли ретрансляторы (усилители слабого сигнала).

Таким образом, системы развивалась по пути интегрирования связей их специализации, увеличения количества и качества информационных каналов (скорость, дальность и точность распространения сигнала). Например, увеличивалось количество хромосом в клетке, длина ДНК [138], количество нейронов в мозге. Организмы используют химические, электромагнитные и электрические сигналы. В сообществах живых организмов, широко используются также химические сигналы (запахи), звуковые, световые, электрические сигналы (у рыб). Звуковые сигналы очень широко распространены. В «словаре» кошки – 21 сигнал; у свиньи – 23 звука; у курицы – 25 [242]. Для надежности каналы связи дублируются. Нервный канал состоит из пучков нервных волокон, дополняющих друг друга.

Выводы.

1.            Связь – это триединый поток вещества, энергии и информации (ВЭИ), через структурированный материальный канал, неразрывно связанный с источником и приёмником.

2.            Поток (процесс) перемещения вещества является частным случаем процесса изменения состояния системы вещество – среда. Поток есть процесс изменения пространственных и структурных состояний (параметров) выделенной системы наблюдения.

3.            Понятие «элемент» неотделим от понятий «процесс» и «связь». Предельно простой элемент представляется как элемент – петля.

4.            Интеграция связей сопровождается экономией энергии.

5.            Организованности системы можно характеризовать удельным содержанием локализованных связей, содействующих цели.

6.            В ходе эволюции в системах увеличивается доля длинных, локализованных, адресных связей и уменьшается содержание диффузных связей.

7.            Каждому уровню организованности соответствует своя иерархия связей. Новые элементы возникают, как другие комбинации связей.

8.            Развитие вещества (В) всегда должно сопровождаться развитием энергии (Э) и информации (И). Имеет место триединая ВЭИ эволюция.

9.            В ходе эволюции ВЭИ связи приобретают сигнальный характер.

10.        Эволюционное возрастание плотности каналов связи увеличивает вероятность замыкания контуров положительных и отрицательных обратных связей, и, следовательно, появления процессов управления. Для этого необходима концентрация ВЭИ.

11.        Сокращение количества связей происходит в результате ассоциаций, агрегирования, «скручивания».

 

4.3. Сетевая модель мирового субстрата.

Поиски первооснов и фундамента, из которого «вырос» Мир, волновали человечество всегда. В первичном субстрате могли содержаться все будущие упорядоченные структуры Вселенной, как в глыбе мрамора потенциально скрыты все произведения Родена, как в каждом полене имеется Буратино. Сингулярное состояние Вселенной должно было быть невероятно сложным и информативным, чтобы из него «проявился» человек. Непосредственные эмпирические наблюдения субстрата пока невозможны. Поэтому единственным способом моделирования остаётся дедукция. Настоящая работа нацелена на поиск инвариантных принципов организации и эволюции бытия.

Проведенные в предшествующих главах исследования создали предпосылки для генерального обобщения – создание модели мирового субстрата. Для дедуктивного моделирования необходимо сделать предположение, что отслеженные в эмпирическом мире инварианты сохраняются и в субстрате. Так мыслили и Анаксимандр, и Гераклит (см. главу 1). Например, если все люди имеют нос, то можно предполагать, что нос имеется и у младенца и в «свернутом» виде у зародыша. На самом деле ДНК зародышевой клетки имеет программу сотворения носа у будущего человека («свернутый» план носа). Итак, известны следующие инварианты Мира:

1. Целостность; 2. Дискретность; 3. Связанность; 4. Системность; 5. Структурное разнообразие; 6. Иерархичность; 7. Фрактальность; 8. Открытость; 9. Нелинейность; 10. Диссипативность. 11. Самоорганизуемость. 12. Эволюционность.

Модель субстрата должна содержать (как апейрон Анаксимандра) все без исключения перечисленные инварианты. На самом  деле инвариантов может быть больше, т.к. не все еще открыты. Для объединения инвариантов необходимо разрешить ряд противоречий.

·     Первооснова мира должна быть и элементом и процессом одновременно.

·     Первоэлемент должен быть триединой  системой ВЭИ.

·     Первооснова должны сочетать в себе непрерывность и дискретность.

Если в модели удастся объединить все перечисленные инварианты, то можно считать поставленную задачу решенной (реальный субстрат может отличаться от нашей модели). Попытаемся сконструировать модель первоосновы, удовлетворяющую вышеприведенным условиям.

Эвристической подсказкой нам послужили работы Демъянова В.В. [65], который отказался от модели Демокрита, где мировой субстрат представлен дискретными атомами, движущимися в пустоте. Элемент Демьянова представляет собой суперструну, замкнутую в петлю и сложенную в «гармошку». Начало и конец (вход и выход) струны соединены. Однородная, неделимая, абсолютно жесткая на растяжение петля является проводником волновых форм движения. Вдоль струны могут распространяться волны. Петля способна объединить в себе все признаки системы. Однако Демьянов свои первоэлементы (петли) не наделяет возможностью взаимодействовать друг с другом. Петли Демъянова В.В. не имеют «сшивок». Движение возможно только вдоль струны. Переход от одной струны к другой невозможен, что нарушает парадигму связанности мира.

 

 

 

 


              А

А

 

 

 

 

 

В

 

 

 


С

 

 

 


Д

      

 

 

Рис. 4.3.1. Структура сети мирового субстрата и возможные формы движения в ней.

Идею о непрерывности и связанности Мира высказывал Д. Бом (специалист по квантовой механике). Известно, что любая передача энергии происходит в виде квантов (порций). Обмен квантами энергии связывает Вселенную. Поскольку кванты (связи) неделимы, можно предполагать существование неделимых связей (связей с минимальной длиной).

Аналогичная идея существования кванта пространства высказывалась М. Планком. Геометрическим образом неделимой связи может быть, например, сторона треугольника, связывающая две вершины. Сторона не квантуется, не может быть половины стороны. Она или есть или её нет.

На рис. 4.3.1. А предлагается плоская модель мирового субстрата (реальная модель многомерная), обладающая всеми необходимыми свойствами для реализации эволюции, развития, усложнения.

Первооснова - это не микрообъект, а сеть, размером с Вселенную, «паутина» гибких филаментов, не имеющих ни начала, ни конца. Сеть замкнутая сама на  себя, поэтому бесконечная как лабиринт. Многомерная сеть, способная к деформациям, волнообразным движениям. Ячейки плоской сети представляют собой треугольники с гофрированными сторонами (см. рис.4.3.1, фрагмент А).

Выбор треугольной формы обосновывается тем, что треугольник - минимальная геометрическая фигура. Филаменты, соединяющие вершины треугольников, представляют собой фракталы (гармошки), которые могут растягиваться и сжиматься. Вершины треугольников моделируют точки бифуркаций. Любое движение по сети является бифуркационным процессом, ибо осуществляется по системе разветвлений. Ячейки сети – это пустоты, там ничего нет, т.к. туда нечего помещать, кроме складок филаментов. Фрагмент между двумя точками бифуркации представляет собой минимальную неделимую связь, квант сети (атом). Выходы и входы филаментов пересекаются в точках бифуркации. Обратные связи, создающие процессы самоорганизации и самосохранения, легко реализуются по сети филаментов. Самый короткий канал обратной связи на рис. 4.3.1. А отмечен жирными линиями.

Сеть образует абсолютное пространство, но её нельзя считать неподвижной системой координат, т.к. любая точка имеет возможность перемещаться. Например, гамак можно скрутить в жгут и периферийные шнуры окажутся в центре. Поэтому конструируемая модель не опровергает точку зрения Эйнштейна об отсутствии абсолютной системы координат, но даёт образ абсолютного пространства, которое может быть искривленным. В СТО пространство является вещью в себе.

Неоднородности сети являются атрибутикой субстрата (атрибутивной информацией) (см. главу 2). Замкнутость сети обеспечивает сохранение энергии и вещества. Ничто не может выйти за пределы сети (поэтому существуют законы сохранения). Сеть обеспечивает  одновременно и непрерывность системы связей и их дискретность.

Ничто не может оторваться от субстрата, и всё есть топологическое разнообразие субстрата. Человек также является клубком  из топологических образований субстрата (от нуклонов до систем органов).

Наглядной аналогией мирового субстрата может быть паутина, кроватная сетка, гамак, структуры полимеров. Вряд ли можно структуру субстрата назвать хаосом, бездной. Её структура сложна, но определённым образом упорядочена. Мир, возникший из  субстрата, возник из первичного порядка. Порядок макро уровня возникает из порядка микро уровня (глава 2.1).

Аналогом для модели субстрата для автора послужила кристаллическая структура полиэтилена [52]. Длинные полимерные нити (аналог филаментов) могут кристаллизоваться в двух модификациях: кристаллиты со складчатыми цепями (рис.4.3.2.А) и кристаллиты с вытянутыми цепями (рис. 4.3.2.В).

 полимерах возможны межмолекулярные «сшивки», образующие непрерывные сетки – аналоги мирового субстрата.

 

 


         А

                                                1

                                                                             В

                                                               2

 


                                       сшивка

 

 

 

 

 


Рис. 4.3.2. Разновидности  надмолекулярной  структуры полиэтилена. 1- полимерная цепь. 2. – кристаллит.

 

Сетчатый мировой субстрат находится в постоянном движении. В замкнутом на себя субстрате движение может быть только циклическими (или колебательными, или вращательными). Энергия всегда есть движение, которое проявляется как процесс раскладывания - складывания филаментов. Кинетика филаментов содержит мировой запас потенциальной энергии. Деление энергии на потенциальную энергию и кинетическую условно, т.к. потенциальная энергия  представляет собой скрытую для исследователя форму движения. Например, потенциальная энергия сжатого газа является следствием кинетической энергии движения молекул. Кинетическая энергия движущегося тела (mv2/2) выражается через скорость перемещения (v), но потенциальная энергия, например, сжатой пружины не имеет выражения через скорость.  Потенциальную энергию сжатой пружины приравнивает к работе, затраченной на сжатие. Результатом макро движения и деформации является работа. Сжатие приводит к интенсификации внутреннего движения. Одна форма движения переходит в другую.

Вообразите себе «черный ящик», внутри которого скрыт маховик. Раскручивая маховик с помощью внешнего привода, мы запасаем энергию, которую можно использовать, например, для движения автомобиля. Вращающийся маховик содержит, запасенную впрок энергию. Если мы не знаем, что черный ящик содержит маховик, то запас энергии внутри ящика можно назвать потенциальной энергией. Итак, неизвестные формы движения соответствуют потенциальной энергии, а известные формы движения – кинетической энергии.

Филамент является предельно анизотропным каналом связи. Движение осуществляется только вдоль филамента в виде волн (аналогом является растяжение пружины). Точки бифуркаций (вершины треугольников) делят сеть на кванты. Можно, двигаясь по системе связей, достичь любой точки субстрата. Можно бесконечно «ходить» по кругу (философская бесконечность). Волновые процессы и потоковые процессы сопровождаются локальными деформациями сети.

В первичном субстрате движение носит диффузный характер т.к. сеть макроизотропна. В ходе саморазвития (деформирования) сеть способна образовывать зоны с неоднородной плотностью филаментов. Увеличивается нелинейность среды. Потоки движения становятся всё более структурированными. Сложный по строению субстрат не может быть единообразным по движению. Каждый его фрагмент имеет свою кинетику. Отдельный филамент может совершать высокочастотные колебания, а макро субстрат при этом только медленно пульсировать (растягиваться – сжиматься). Макро движения субстрата низкочастотные. Это могут быть периодические процессы расширения, сжатия, реструктуризации. Растяжение не может быть бесконечным, поэтому должно сменяться сжатием. Макро движения являются локомотивами глобальных эволюционных процессов. Микро движения есть источники энергии для вещественного мира. Движение создает вещественный мир.

На рис 4.3.1. В. приводится модель возникновения некоторой материальной частицы. Клубок, «извивающихся» филаментов, образует материальную частицу. Растянутые филаменты  образуют каналы связей (пространство между частицами – клубками). Перемещение клубка по сети происходит без её разрывов, как волновой пакет, как продольная волна сжатия по металлическому стержню, как бегущая волна по бичу, как солитон (рис. 4.3.1. С. Д.). Идея такого движения принадлежит Демьянову В. В.

Филаменты не имеют массы и заряда. Масса и заряд являются субъективной оценкой макроскопических проявлений циклических форм движения субстрата. Аналогом могут послужить вихри на воде. Вихрь не отделим от воды, это форма движения воды. То, что масса есть разновидность движения, доказывается формулой Эйнштейна  mc2 = E. Указанное уравнение выражает закон преобразования одной формы движения (массы) в другую и является частным случаем закона сохранения энергии. Одна из скрытых форм движения (потенциальная) воспринимается сознанием человека как масса.

Согласно СТО масса может переходить в энергию, что является основанием считать массу одной из неизвестных форм движения. Можно предположить, что масса - это проявление некоторых форм движения клубков сети (аттракторов). Минимальный движущийся «клубок», проявляющийся как масса, может быть назван гравитоном. Вокруг сгустка распространяются деформации в сети, которые приборами оцениваются как поле. Гравитационное притяжение между гравитонами проявляется, как стремление снизить энергию (частоту) колебания. Два отдельных гравитона совершают высокочастотные колебания (высокая потенциальная энергия). При их сближении и слиянии  совместная частота колебаний снижается, что понижает энергию сложного объекта. Сила инерции возникает как усилие, затрачиваемое на  передачу процесса вращения от одного участка субстрата другому.

Электрический заряд отличается от массы другой разновидностью движения. Вихри могут взаимодействовать друг с другом, что в макро масштабах реализуется как закон Всемирного тяготения и закон Кулона (взаимодействие зарядов). Макроскопическим аналогом взаимодействий вихрей в жидкостях и газах может быть эффект Бернулли (два цилиндра, вращающиеся в воде, «притягиваются» друг к другу). Совокупности вихрей образуют агрегаты (вещество, кристаллы). Перемещение совокупности вихрей есть перемещение вещества. 

Циркуляция очень распространена в вещественном мире. Вращение спиральных галактик, круговорот планет, вращение Земли, циркуляция мантии Земли, атмосферные вихри (циклоны), закручивание молекул белка (вортекс), спираль ДНК, раковины моллюсков, конвекционные потоки, вращение электронов и др. Колебательные химические реакции также развиваются как спиральные волны, авто волновые процессы в сплошных средах проявляются в виде спиральных волн [73]. Можно предположить, что и в первичном субстрате, основой вещества являются вихревые потоки, а основой энергии - колебания. Итак, масса и заряд – это макро проявления  вихревых движений в субстрате (гипотеза).

Модель сетевого субстрата дополняет представления о пространстве. Несмотря на успехи современной научной мысли, единого понимания пространства ни философия, ни физика до сих пор не достигли. На сегодняшний день мы имеем лишь разные модели пространства.

Наша модель мирового субстрата ближе к современным представлениям о пространстве, так как не отделима от вещества. Вещество является формами движения СЕТИ. Движение проявляется как локальные изменения топологии СЕТИ. Процессы в СЕТИ являются основой для ощущения времени. Человеческое сознание виртуально отражает макроскопические агрегаты клубков СЕТИ, переживая эти отражения в виде макро пространства, а их изменения – как время. Абсолютное пространство является атрибутом любых «вещей». Каждая вещь имеет свою топологию, поэтому В.В. Вернадский был прав, считая, что живое вещество имеет «внутреннее» пространство, отличное от окружения (см. главы 1.7, 1.8).

Современная модель расширяющейся Вселенной предполагает «разлетание» галактик, т.е. процесс их перемещения. Но если галактики «зашиты» в субстрате, то должен деформироваться и субстрат. Очевидно, что расширение сопровождается возрастанием гетерогенности (неоднородности) субстрата. Первичная Вселенная представляла собой однородную, водородную среду. Эволюция усиливала гетерогенность и сегодня между плотными звездами и планетами простирается физический вакуум. Гравитация стягивает вещество в сгустки, клубки, но пространство между сгустками растягивается (бусы, четки). Следует отметить, что учебные курсы естествознания продолжают считать Вселенную однородной [73].

В субстрате – сетке можно представить процессы не связанные с её  расширением. Расширяться может не сеть, а процессы в сети, также как от точечного источника тепла распространяется сферический тепловой фронт. От кристаллического зародыша в растворе может расти кристаллическая фаза (сферолит), заполняя все доступное пространство. От брошенного камня по воде бежит сферическая волна состояния. В свете сказанного, сингулярность будет представляться не как сверхплотная точка, а как неискаженная эволюционными деформациями СЕТЬ – ПРОСТРАНСТВО. Можно допустить существование Вселенной, в которой пульсирует состояние, но не её размеры.

Итак, предложенная модель удовлетворяет всем инвариантам, разрешает все кажущиеся противоречия, поэтому может послужить мишенью для анализа и критики. Сетевой субстрат одновременно является единым, сплошным, связанным, но дискретным, конечным и бесконечным, как окружность.

Выводы.

1.      Структуры Мира на различных иерархических уровнях имеют инварианты (см. в тексте).

2.      Удовлетворительной моделью субстрата являются не «атомы», а гигантская сеть фрактальных филаментов тригональной симметрии. Первоэлемент - это не микрообъект, а СЕТЬ размером с Вселенную, «паутина» гибких филаментов, не имеющих ни начала, ни конца.

3.      Мир возник не из хаоса. Эмпирический мировой порядок возник из первичного порядка (неизвестного человеческому сознанию). Порядок высшего уровня возникает из порядка низшего, но уже постигаем сознанием.

4.      Движение по сети осуществляется изгибами филаментов типа «бегущей волны». Перемещается не сеть, а процессы в ней. Скрытая форма движения (потенциальная) воспринимается сознанием человека как масса или заряд. Масса и заряд – это макро проявления вихревых движений в субстрате (гипотеза).

5.      Гравитационные и электрические силы являются неизвестными видами взаимодействий вихревых структур (аналогичных силам Бернулли).

6.      В сети – субстрате потенциально свернуты все возможности для реализации, наблюдаемой эволюции.

7.      Сетевая модель субстрата обладает огромным эвристическим потенциалом.

 

4.4. Концепции синергетической теории систем (СТС).

Целостность Вселенной подразумевает единство всех её частей. В сплошной среде сознание способно  выделять зоны, где концентрация каких – то параметров  выше, чем в соседних зонах. Такие зоны принято называть объектами и описывать как системы. В качестве аналогии можно привести образ кружевного полотна с «рисунками». «Рисунок» - это объект на кружевном полотне, который контрастируется от фона какими – либо параметрами, качествами. На одноцветном полотне отличительными  признаками рисунков могут быть плотность укладки нитей и их пространственная ориентация. Рисунки интегрированы в едином полотне посредством связей (нитей). Приведенная аналогия моделирует мировоззрение ОТС.

Но объективная реальность отличается от  статичной картины изменчивостью. Сознание человека способно на фоне информационных помех замечать не только статичные, но и динамичные закономерности. Известным примером является способность подсознания «слышать» музыкальную мелодию на фоне динамичной полифонии оркестра. Джазовые импровизации стараются «запутать» слушателя вариабильностью, но каким – то чудом, тренированное «ухо» слышит главную мелодию. Это «упражнение» удовлетворяет «духовные» потребности слушателя, потому  доставляет удовольствие.

Если наблюдаемый объект в процессе эволюционных преобразований остаётся узнаваемым, как и мелодия, то это происходит потому, что в нем сохраняется некоторая «главная» функция. Сознание, как кинофильм, способно помнить эволюционный ряд последовательных событий. Эволюционный ряд (ЭР) есть многомерное, субъективное выделение линий развития некоторого множества элементов, расположенных в различных частях пространства. ЭР одновременно существует в прошлом, настоящем и будущем.

Если отснять кинофильм о развивающемся цветке, то этот фильм можно считать аналогом эволюционного ряда (ЭР) цветка. Процесс развития открывает много новой информации, которую невозможно узнать при изучении взрослого растения. Фильм можно «прокручивать» с разной скоростью (лупа времени), открывая много новой информации. Можно сравнивать жизненные циклы бабочки однодневки и слона, приводя их к одному масштабу времени.

 В главе 1.7 показано, что способность (благодаря памяти) моделировать ЭР базируется на тех же основах, что и «ощущение» хода времени (темпоральность), перемещение в пространстве (1.7). Итак, логика, системный и темпоральный взгляд являются «зашитыми» в подсознании механизмами познания Мира.

Следует отметить, что у буддистов давно имеется представление о сосуществовании прошлого и будущего в каждый миг, в каждый момент времени. В каждом моменте буддийского со­знания присутствует весь его временной ряд с настоящим, прошедшим и будущим [101]. В ОТС прошлое присутствует в скрытом виде, как память. Но СТС разворачивает события по оси времени. Этот эвристический приём Альтшуллер [12] рекомендует изобретателям для генерации супероптимальных решений.

Представления о функциональных рядах можно увидеть в работах С. Мейена [143]. Множество однотипных по назначению органов (плавники, ласты, лапы, крылья, руки, ноги) он объединил понятием «мерон». Эволюция осуществляется перетасовкой меронов. В процессах конвергенции и дивергенции меронов образовались разнообразные организмы (мягкотелые, рыбы, рептилии и т.д.)

В отличие от мерона, ЭР – это не просто комплект однотипных органов, но эволюционная развертка некоторой функции, например, эволюционный ряд конечностей, эволюционный ряд системы дыхания и пр. Кроме того, понятие эволюционный ряд применимо не только к живым, но ко всем без исключения системам.   Современное мировоззрение вынуждено отслеживать  развитие эволюционных рядов, чтобы иметь возможность прогнозировать будущие (опережающее отражение). Для этого необходима мысленная интеграция прошлого, настоящего и будущего в эволюционный ряд (ЭР). Эволюционный ряд моделируется сознанием. Физическое выделение его из объективной реальности невозможно, так же, как в ручье струи воды с различными скоростями и конфигурациями не отделимы. Такая же ситуация сложилась в ОТС где элементы системы выделяют согласно субъективным представлениям.

СТС позволяет видеть Мир «объемно», открывая новые его грани. В качестве примера сравним точки зрения двухмерного и трехмерного существа [215]. «Плоское», двумерное существо может читать только одну страницу книги, чтобы попасть на другую страницу требуется выйти в третье измерение. Но даже чтение плоской страницы предполагает сканирование текста, т.е. движение по оси времени, по определённому алгоритму. Классическая ОТС является «плоской», развиваемая синергетическая теория систем (СТС) ведет к четырехмерному, темпоральному восприятию систем и элементов.

Предположим некоторое двумерное существо «живет» на плоском круге. Движение плоского круга по оси перпендикулярной его плоскости образует трехмерный цилиндр (рис. 4.1.1.А).. Если в процессе движения круга по оси времени равномерно увеличивается радиус, то вместо цилиндра получится конус (рис 4.4.1. В). Если круг перемещается не по прямой, а по окружности, то образуется  тор (бублик). Вращение круга вокруг своего диаметра образует шар. Однако поперечное сечение этих фигур всегда образует круг. Для двумерного существа объемных фигур не существует. В двумерном мире нет цилиндра, конуса, тора, а существуют только круги разного радиуса.

                                         Время

 

 

 

                                                В

 Рис.4.4.1. Геометрические аналоги эволюционных рядов

 

Общая теория систем описывает трехмерный мир. Для расширения мировоззрения её необходимо дополнить четвертым измерением (осью времени). Синергетика исследует процессы изменения по оси времени. Поэтому четырехмерную ОТС назовем «Синергетической теорией систем» (СТС).

Важно подчеркнуть, что для ОТС, системой является конус, а для  СТС системой является эволюционный ряд (ЭР) топологии конуса («кинофильм», онтогенез, биография, филогенез).

Изучение состояния организации вне времени не позволяет понять многих её свойств. Например, свойства стали, вкус торта нельзя воспроизвести только на основании знания состава. Важно знать последовательность и условия приготовления композиции. Сажа и алмаз состоят из атомов углерода, но как сажу превратить в алмаз? Можно просто констатировать факты «склеивания» предметов, но знание технологи и алгоритма склеивания позволить достигать более прочного соединения (ингрессии по Богданову [30]).

Эволюционный ряд также как система и её элементы является продуктом деятельности сознания. Присутствие наблюдателя накладывает дополнительные ограничения, связанные с интервалами наблюдения. Наблюдения за человеком старшего возраста не даст возможности представить его младенческий образ. Картину эволюции биосферы миллионы лет назад никто не наблюдал, но по сохранившимся ископаемым остаткам ученые частично смогли её реконструировать. Например, пунктирная часть конуса (рис. 4.4.1) к моменту наблюдения могла уже закончить своё существование, но её можно моделировать мысленно. Каждый актуальный ЭР имеет реальные границы в пространстве и времени, но сознание может создать его виртуальное продолжение в прошлое и будущее.

Временной интервал ЭРов зависит от темпа «вымирания» старого и темпа образования нового. Например, многочисленные первые жители Земли – прокариоты сегодня выродились в малочисленные колонии. Глобальная экспансия рептилий завершилась, остались вымирающие черепахи, змеи, крокодилы, ящерицы и др. Неандертальцы вымерли полностью (сохранилась память в ископаемых остатках и настенной живописи), но расплодились люди. В ходе эволюции Вселенной с понижением температуры межзвездной среды исчезали «теплолюбивые» молекулы, Кварки, породившие нуклоны, уже исчезли, и физикам не удается обнаружить их в свободном состоянии. Первичные протоны (антипротоны) и нейтроны (антинейтроны) аннигилировали, с образованием фотонов. Осталось небольшое количество нуклонов, явившихся строительным материалом для нашего мира.

Итак, прошлое имеет тенденцию исчезать, распадаться, сохраняясь только в «памяти» субстрата. Поэтому ЭР напоминает след реактивного самолёта в небе. Передний фронт перемещается и растет, задний – сокращается. Распаду, разрушению подвержены «старые» структуры ЭРа. Если структура продолжает существовать в наше время, следовательно, она еще молодая. Атомы существуют многие миллиарды лет, очевидно, их жизненный цикл очень продолжительный.

Однако распад структур не означает, что исчезает память (информация) о ней. Каждый новый объект может возникнуть путем нового сочетания предшественников, т.е. «старое» входит в структуру «нового». Очевидно, что анализ структуры нового может дать сведения о прошлом. Примерами могут служить исторические исследования, изучение архивов, раскопки захоронений и древних поселений. Устройство древних одноклеточных можно понять по исследованию современных клеток. ДНК человека хранит память о вымерших организмах [136, 137]. Изучение клеток позволило высказать предположение, о доклеточных формах жизни. Сыщик по следам раскрывает преступление. Годовые кольца на пеньках деревьев могут рассказать о климате прошлых веков. Итак, эволюционный ряд может быть продлен в «глубь веков» на необходимый интервал.

Однако эволюционный ряд не может иметь бесконечную протяженность потому, что всему есть начало и конец. Среди живых существ наблюдаются персистенты (прекратившие развитие), которые существуют без заметной эволюции сотни миллионов лет. Это «вырождение» эволюционного ряда. Таковыми считают, например, акул и скорпионов. Среди народов персистентами можно назвать аборигенов Австралии, американских индейцев. Среди наук персистентами являются астрология, хиромантия, алхимия. Но ничего неизменного  не бывает,  «персистенты» также завершают жизненный цикл. Акулы, просуществовавшие сотни миллионов лет, в 20 веке подвергаются истреблению со стороны человека. Кроме того, «застывший» ЭР влияет на состояние соседей, входит в состав биоценозов, т.е. участвует в процессах интеграции. Проведем сравнение концепций ОТС и СТС.

1. В СТС вместо понятия элемент вводится понятие элементарный эволюционный ряд (ЭР). Его можно метафорически представить кинофильмом, который можно «прокрутить» в сознании. Чтобы воспринимать систему в виде совокупности связанных ЭРов, требуется тренировка пространственно – временного воображения. Полнота представления ЭРа в сознании зависит от эрудиции и научных знаний. Идентификация ЭРа производится по его функциям, а не по структуре. Развитие ЭРа может осуществляться за счет внутренней перестройки и ассимиляции соседних структур при сохранении главной функции.

2. При системном анализе неизвестного объекта на основе ОТС бывает трудно понять цель функционирования потому, что цель находится в будущем. Образ системы в СТС складывается одновременно из настоящего, прошлого и будущего, поэтому система и цель естественным образом совмещаются. Прошлое хранится в памяти (гл. 3.4) материальных структур (геологическая «летопись», ДНК, мозг, техногенные носители информации и т.п.), поэтому отсутствующие части ЭРа могут быть дополнены сознанием.

На рисунках 4.4.1 А и В показывается различие между элементами ОТС и элементами СТС - эволюционными рядами (ЭР). В ОТС связи распределены в пространстве между элементами. Но в СТС связи существуют как в пространстве, так и во времени (связь времен). Это радикально меняет представление о взаимодействиях. Взаимодействия могут быть настоящими и прошлыми. Прошлые взаимодействия могут определять состояние настоящего. Биологическая эволюция является цепью последовательных событий. Цепные процессы также хорошо известны в химии и физике. Приведем примеры влияния темпоральных связей на развитие природных объектов.

Время 

 


                    ЭР1                                ЭР2

 

 

 


                                                              

                                       

                                      

              Э1                   Э2

                           А                         В                                          С

 

   Рис. 4.4.1. Схемы взаимодействия элементов Э1 и Э2 в ОТС и эволюционных рядов  (ЭР1,  ЭР2)  в СТС.

 

При взрыве гранаты осколки разлетаются совместно, практически не влияя друг на друга. Если рассматривать осколки в некоторый момент после взрыва, то с точки зрения ОТО их нельзя назвать системой, т.к. они не взаимодействуют между собой, но общая цель у них имеется (накрыть некоторое пространство). Если отснять кинофильм о взрыве, то можно увидеть причину когерентного полета осколков. Дальность, направление, разлета осколков конструктивно запрограммированы в устройстве гранаты. Стартовое взаимодействие, которое существовало до взрыва, виртуально продолжало функционировать и после. Взрыв гранаты представляет собой её онтогенез. Аналогично приказ командира является программой действия бойца на всем протяжении боя.

Однояйцевые близнецы имеют в своей основе одинаковые программы развития (ДНК). Взаимодействие между ними во взрослом состоянии можно минимизировать, но стартовая генетическая программа до смерти будет влиять на сходство поведения.

В качестве иллюстрации познавательных возможностей СТС попытаемся разрешить противоречие между философской и кибернетической трактовкой понятия «система» (смотри главу 4.1). Модель расширяющейся Вселенной предполагает начальное состояние, когда размеры Вселенной были ограничены, и в ней содержалась программа её дальнейшего развития (вспомним апейрон). Взаимодействия между подсистемами Вселенной по мере её расширения ослабевают, но стартовой программы достаточно, чтобы эстафета развития продолжалось.

Что произойдет с Вселенной после исчерпания стартового потенциала, нам не известно. Вселенную можно считать системой потому, что её части продолжают «помнить» стартовый алгоритм и эта виртуальная связь продолжает управлять развитием.

3. ОТС разделяет объекты на элементы способные функционировать для достижения общей цели. Синергетическое мировоззрение разделяет познаваемый Мир на темпоральные элементы (ЭРы), которые «растут», разветвляются, сплетаются в новые комбинации.

Интеграция нескольких ЭРов означает, что сознание перестает воспринимать их как функциональные отдельности, и отмечает появление нового качества. Две капли воды при слиянии образуют одну крупную каплю. Два кусочка пластилина разного цвета при перемешивании образуют новую многоцветную фигуру. Одноклеточные организмы, объединившись, образовали новое качество – организм. Многие древние организмы вымерли, но информация о них интегрировалась в геноме человека [133].

На рис. 4.4.2 С приведена схема дифференциации ЭРов. Аналогом может послужить ветвление дерева. Каждое ответвление происходит в точке бифуркации и «уносит» часть ВЭИ основного ствола, поэтому ответвление имеет генетическое сходство с материнской основой. Ответвление может самостоятельно развиваться, если приобретет автономные источники ресурсов. Материнская основа может стареть и разрушаться, но в генетической памяти мутанта (ответвления) информация о ней сохраняется. Приведем примеры.

Хромосомные системы клеток в ходе эволюции постоянно усложнялись. Многоклеточные организмы «комплектовались» несколькими типами клеток, но человек содержит 200 типов клеток, следовательно, происходило ветвление ЭРа клеток.

В главе 5 интеграция и дифференциация ЭРов будет рассмотрена подробнее.

Выводы.

1.      Синергетический подход к теории систем приводит к необходимости понятие «элемент» дополнить понятиями «эволюционный ряд» (ЭР) и насцентный элемент.

2.      Эволюционный ряд есть многомерное, субъективное выделение линий развития некоторого множества функционирующих элементов, расположенных в различных частях пространства. ЭР одновременно существует в прошлом, настоящем и будущем.

3.      Не все ЭРы находятся в иерархических соотношениях. Существуют и анархические альянсы. Во  Вселенной высшей иерархией является мировой субстрат.

4.      Вселенная развивается как букет разнообразных ЭРов. Развитие любого ЭРа периодически сопровождается его ветвлением, расщеплением,  бифуркациями.

5.      Имеет место конвергенция (интеграция) и дивергенция (бифуркация) эволюционных рядов.

6.      Системные связи распределяются в пространстве и времени. Связь времен может быть не только стартовой, но и финишной. Локомотивом цепи событий может быть не начальный импульс, а последний в этой цепи.

7.  Логика, системный и темпоральный взгляд являются «зашитыми» в подсознании механизмами познания Мира.

 

4.5. Инвариант живой организации (ИЖО).

Для отслеживания инвариантов развития живого вещества необходимо найти ЭР, которой обнаруживается во всех формах живого вещества. На рис. 4.5.1. приведена схема ИЖО для архаичного человеческого общества и всех его животных предков. ИЖО является самодостаточным, исключение любой части нарушит его функционирование. Прототипом для ИЖО послужил кибернетический контур управления (рис.3.2.1).

ИЖО социума содержит контур «КСБП», изображенный жирными стрелками, где блок К есть некоторый управляющий коллектив. Для человеческого общества индивидуум не является минимальным блоком К. Индивидуальное существование - это аномалия, т.к. человек  рождается в семье и продолжает жить в окружении людей, поэтому блок К представляет коллектив. Человеческий коллектив известен в виде семьи, рода, племени, объединения племён, государства, фирмы и т.п. В ходе эволюции растет разнообразие и количество коллективов. Обычно во главе всех человеческих коллективов находится лидер - управляющий. Окончательные управленческие решения (технические, политические, экономические, социальные и др.) принимаются лидером, но могут готовиться коллективом [48]. В среде животных блок К может быть представлен вожаком стаи, мозгом, нервным узлом, ядром клетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


           

Рис. 4.5.1. Инвариантная ячейка живой

организации (ИЖО).

 

С и П - это исполнительные подсистемы. Блок С представляет собой средства (в том числе и технические) воздействия на биогеолокус; Блок С может включать когти, зубы, соху или землеройную машину, или целый автопарк. У людей в блок С входят работники (рабы, крепостные, фермеры, рабочие, воины) и управляемые технические средства. У животных роль блока С выполняют органы тела (зубы, когти, лапы и пр.). В клетке «инструментами» являются белковые молекулы, синтезируемые рибосомами.

Блок П есть средство переработки продукта биолокуса для внутреннего и системного потребления. Блок П может быть когтями, зубами, горшком для варки каши, заводом для производства чипсов, и сельскохозяйственной машиной. У людей в блок П обязательно входят люди (рабы, крепостные и другие работники). В простейших ИЖО блоки С и П могут быть еще не дифференцированы и исполнителями являются одни и те же люди. Например, при сборе плодов и кореньев перемещение по территории и сбор плодов – это блок С, а предварительная обработка, очистка и съедание продуктов – это блок П. Специализированные технические средства труда и обработки пищи являются человеческими атрибутами. На нижних  биологических уровнях роль С и П исполняли части тела животных (когти, лапы, клювы, зубы, клешни и т.п.). Колючка в клюве птицы, палка в лапах обезьяны являют собой первые  факты отделения блока С от организма, начало зарождения техносферы.

Б – биогеолокус, фрагмент биогеосферы, источник минерального и органического сырья объект управления, объект труда. Биогеолокус с биосферой связывается трофическими цепями. Биогеолокусы могут существовать без человека, но человек без них не может. ИЖО может эксплуатировать любое количество биолокусов (охота, рыбалка, сельское хозяйство, добыча минерального сырья  и т.п.). Для ИЖО вся окружающая среда является источником ресурсов. ИЖО может эксплуатировать не только биогеолокус, но и соседние ИЖО. Военные нападения, захват рабов для использования в блоках С и П, захват имущества и ресурсов - все это также деятельность блоков С и П. Для современных ИЖО аналогичной деятельностью является эксплуатация колоний, экономическая экспансия, военная агрессия.

ИЖО связаны множеством каналов со своим окружением (другими ИЖО). Излишки продукта через экономическую систему адресуются другим ИЖО. Знания, информация, опыт распределяются между элементами социума через образовательную и информационную систему. Связи и взаимоотношения между различными коллективами образуют культуру и политику. ИЖО человечества обмениваются между собой генетической (размножение) и социальной информацией (заимствование опыта).

Первобытная человеческая стая (коллектив), используя блок С (руки, палки, камни, кости животных), воздействовала на биолокус (собирательство, охота, рыбалка, и т.п.). Продукты биолокуса употреблялись в пищу предварительно обработанные блоком П (жарили, варили, растирали, дробили и пр.). Истощение биолокуса приводило к переходу на другие технологии его эксплуатации (земледелие, животноводство). Соответственно совершенствовались блоки С и П (соха, плуг, трактор и т.д.). Рука человека уже не копала землю, а управляла техническими средствами. В перспективе можно представить безлюдные блоки С и П (роботы, интеллектуальные системы). Подробно ИЖО человечества будем анализировать в главе 6.

ИЖО обезьян посредством передних конечностей и зубов добывают плоды, коренья и мясо мелких животных. Идет борьба за свою территорию (биолокус). Технические средства – примитивная палка, прутик. Блоки С и П не дифференцированы (конечности и зубы). Некоторые виды обезьян научились мыть коренья, снимать кожуру с банана и апельсина, осуществлять обмен продуктами внутри стаи [69]. С соседними стаями может происходить обмен генетической информацией.

 ИЖО хищников (например, прайд львов) контролирует свою территорию (биолокус Б). Ресурс добывается. посредством блока С, атрибутивных инструментов (когти, клыки). Перед употреблением в пищу туши разделываются и распределяются среди прайда (блок П). Существует контур самоорганизации (прямые и обратные связи), регулирующий соотношение численности хищник – жертва. Оставшаяся часть добычи достаётся другим обитателям саванны (обмен веществ, экономика). Происходит обмен генетической информации между популяцией львов, (самки могут переходить в другой прайд), и обмен опытом (социальные гены).

ИЖО - клетка состоит из множества подсистем, объединенных коммуникациями. Между частями клетки идёт обмен молекулярными потоками и электромагнитными волнами [292]. В клетке есть центр управления К (ДНК, ядро), где хранится генетическая память о прошлом опыте и программы будущего развития. Источником жизнеобеспечения ДНК является цитоплазма (аналог биолокуса Б). Цитоплазма через мембрану клетки связана с межклеточной жидкостью, источником ресурсов (аналог биосферы). ВЭИ потоки фильтруются через мембрану. На мембранах имеются  рецепторы узнавания. Нужное - пропускают, чужое и враждебное задерживают или разрушают. Метаболиты выбрасываются в систему межклеточных связей (аналог экономической системы, обмен информацией). Клетки могут обмениваться генами (трансдукция, сексдукция) [203] в том числе посредством вирусов. Все действия жизнеобеспечения клетки осуществляют белки (С и П). Как видно, чем примитивнее живые существа, тем меньше дифференцированы блоки К, С, Б, П.

Можно подчеркнуть следующие различия ИЖО человечества и одноклеточного  организма:

1. Новые варианты существования у бактерий депонируются в ДНК. У человека внутреннее депонирование также имеет место (в ДНК, в памяти мозга). Но, кроме того, появились искусственные хранилища информации вне организма (книги, магнитные ленты, диски, компьютеры, знания социума).

2. Для сотворения нужной технологии у бактерий требуется смена многих поколений мутантов, хотя это и  происходит достаточно быстро. Нужная технология находится случайным или направленным перебором вариантов. У человека некоторые технологии создаются также в течение многих поколений, но имеют место и ускоренные решения – в течение одной жизни. Именно такие “быстрые, виртуальные” решения принято называть творчеством, озарением. Именно такие процессы принято считать проявлением человеческого разума.

Ускорение творческих процессов у человека определяется возможностями оперировать функциональной информацией, манипулировать не реалиями (как бактерия), а виртуалиями (моделями) посредством мозга. Это эволюционное достижение. Такой способ можно увидеть и у высших животных [69].

Быстрота человеческих адаптаций определяется тем, что человеческие технологии главным образом изменяют среду обитания, а это не требует смены многих поколений исполнителей. Бактерии могут изменять только себя, а эти изменения требуют гибели одних и появления других организмов, т.е. смены поколений. Однако влияние на окружающую среду можно обнаружить и у бактерий. Этот процесс открыл еще В.И. Вернадский, обративший внимание на факт активного влияния живого вещества на преобразования косного и всей поверхности Земли. Простейшие организмы сконцентрировали залежи минерального сырья. Отложения морских организмов  образовали известняк, мрамор [46].

Выводы

1.       С позиции СТС жизнь можно рассматривать как функционирование ИЖО (инвариант живых организаций).

2.      Эволюцию живого вещества можно рассматривать как эволюционный ряд ИЖО.

3.      Эволюция направлена на дифференциацию частей ИЖО.

4.      Техносфера появилась в следствие дифференциации блоков С и П в ИЖО.

 

Инварианты Нелинейного Мира. Copyright © 2006 Попов В.П. All Rights Reserved

 



Хостинг от uCoz