ВЭИ самоорганизация

8. ВЭИ самоорганизация

8.1. Самоорганизация протовещества

В предшествующих главах сделаны обобщения, позволяющие приступить к исследованию самоорганизации триединой сущности вещества, энергии, информации. Эти понятия неразделимы в онтологическом плане, но аналитические ограниченности сознания вынуждают рассматривать их отдельно.

Мы придерживаемся концепции, что весь наблюдаемый Мир создал себя сам в процессе самоорганизации первичного мирового субстрата. За точку начала развития Вселенной принимаем нулевое, сингулярное состояние субстрата. Его генезис остаётся за рамками наших исследовательских возможностей, но экстраполяция в предыдущих главах позволила создать самые общие представления о возможной структуре субстрата (глава 4).

Основой субстрата является движущаяся материя. Материя – это философская категория, которая в контексте наших моделей является совокупностью элементарных, неделимых структур, связанных в целостный, подвижный, гетерогенный мировой субстрат. Неделимость следует понимать в том смысле, что деление (если оно может быть осуществлено) разрушит элементарную структуру и лишит её необходимых функций.

Вещество есть производное от материи. Связанность, целостность, подвижность квантованность вещества и материи лучше всего моделируются многомерной сетью волокон (глава 4). Локальное движение материи в ограниченном объёме создает явление, называемое веществом. Неоднородности движущейся материи являются нам в качестве вещества и образуют третью составляющую триединства (ВЭИ) мира - информацию.

«Гофрированные» ячейки сети могут деформироваться (рис. 8.1). Извилины, например, можно растянуть наружу или во внутрь, при этом стороны треугольника превратятся в три дуги. Но стороны треугольника – это ещё не вещество. Вещество создаётся локальным вихревым движением.

Соображения, изложенные выше, являются гипотезой. Развитие теоретических знаний всегда исходило из моделирования. Теория относительности Эйнштейна целиком построена на мысленных экспериментах. Планетарная модель атома Бора навеяна строением Солнечной системы. Элементарные частицы представляются «шариками», т.к. истинная форма их неизвестна. Поскольку другого пути нет, нам также придётся удовлетворяться мысленными моделями.

Рис. 8.1. Варианты движения вещества в сети.

Исходя из концепции ВЭИ, соглашаясь с теорией суперструн [58] и моделями Демьянова [66], постулируем, что масса есть определённый вид движения сгустка волокон субстрата. Заряд и спин – это другие разновидности движения. Тонкости этих механизмов в настоящее время представить невозможно.

Очевидно, невозможно точно представить модель локального движения внутри сгустка из миллионов волокон, также как невозможно представить стохастическое движение всех молекул газа. Можно только предположить, что вещество и антивещество, положительный и отрицательный заряды являются разновидностями симметрии внутреннего движения в веществе.

Поскольку локальное движение может быть только циклическим (вибрации, вихри), механическую модель этого процесса можно представит в виде клубка или колеса (рис. 8.2), наматывающего на себя нити сети. При движении колеса нить наматывается с одной стороны и одновременно сматывается с другой стороны обода.

Энергия нитей заключена в вибрациях. При намотке свободная энергия нити преобразуется во внутреннее вихревое движение клубка (колеса).

Рис. 8.2. Моделирование вещества.

При движении в направлении жирной стрелки, нить «А» (штрих-пунктир) втягивается в клубок спереди и выходит сзади. Клубок «поглощает» нить А вместе с её энергией (пища?), которая используется для поддержания внутреннего устойчивого движения. Так как приход и расход энергии полностью сбалансирован, «колесо» будет катиться с равномерной скоростью (V) до тех пор, пока какой - либо внешний фактор не изменит скорость движения.

Известно, что в микромире энергия поглощается порциями (квантами), следовательно, нити должны быть дискретными, как чётки. Дискретность нитей создаётся естественными бифуркациями сети (разветвлениями).

Несложные расчёты приводят к закону равномерного движения системы колесо - нить V = π f D (f –частота вращения, D - диаметр). В отсутствии проскальзывания колесо может изменить скорость только после внутренней перестройки, связанной с изменением (f D). Постулируем, что структура не может самопроизвольно изменять своё (f D) без внешнего вмешательства. Процесс перестройки внутренних процессов требует затрат энергии, что ощущается как сопротивление, как сила инерции.

После достижения соответствия между скоростью движения и (f D), внутренняя структура стабилизируется, движение становится равномерным, сила инерции исчезает. При попытке замедлить движение сила сопротивления должна будет уменьшить (f D). Таким образом, колесо противодействует любому изменению скорости движения, т.е. обладает инерцией.

Колесо не может находиться в покое, т.к. диффузия энергии из колеса в сеть приведёт к остановке внутренних процессов (распад). Колесо должно постоянно потреблять энергию из субстрата

Изменить скорость колеса может оказать только сетевой субстрат или другое колесо. В субстрате может произойти сгущение (разряжение) нитей или же распределение энергии вдоль нити станет неравномерным. Рассмотрим влияние этих факторов на колесо.

Если вдоль нити плотность энергии будет неравномерной, то при каждом обороте колеса порция поглощённой энергии будет другой, соответственно, будет изменяться (f D), и колесо приобретёт ускорение (замедление).

В механике ускорение связывают с действием силы. Данный пример раскрывает сущность понятия «сила». Сила возникает при перемещении клубка вещества в неоднородной сети. Таким образом, равномерное движение возможно только в однородной сети.

Следует напомнить, что с веществом реально взаимодействует множество нитей. Одновременно двигаться по множеству нитей с разными скоростями невозможно. Инерция и скорость движения являются результатом статистического усреднения взаимодействий множества колёс и множества нитей. Если при движении тела количество однородных нитей - рельсов не изменяется, то движение будет происходить с постоянной скоростью и без сопротивления. Чем больше перематываемых нитей, тем больше энергии «протекает» через колесо. В целом это приводит к увеличению внутренней энергии колеса, что может выразиться, например, в повышении частоты вращения. Как следствие, вырастет скорость движения колеса. Поэтому, чем больше нитей наматывает колесо, тем выше скорость движения. Периодическое добавление (убавление) нитей будет создавать ускорение и проявляться как сила инерции. В неоднородной сети при существовании градиента плотности энергии (который можно назвать полем) тело - клубок самопроизвольно будет двигаться в направлении повышения концентрации энергии (поиск пищи).

На основе нашей модели можно раскрыть сущность понятия «инертная масса». Исходя их уравнения (F=am) сила инерции пропорциональна массе. Для движения «колеса» по одной нити требуется сила F, для множества нитей и множества внутренних «колёс» сила инерции должна пропорционально увеличиться. Следовательно, смысл понятия «масса» раскрывается как количество внутренних «колёс», наматывающих «транспортные» нити, или как количество внутренней энергии вещества. Этот вывод согласуется с зависимостью E=mc².

На основании проведенного моделирования попытаемся объяснить природу гравитации (F=Gm₁m₂/r²) и гравитационного поля. В современной науке отсутствуют четкие представления о природе гравитации. Известно, что гравитационное поле имеет сферическую симметрию и тела притягиваются с силой F=Gm₁m₂/r².

Рис. 8.3. К пояснению гравитационных сил.

На рис. 8.3. показана система тяготеющих тела А и В, «вплетенных» в сетевой субстрат. Энергия системы складывается из внутренней энергии тел А и В плюс энергии волокон субстрата, связывающих тела.

Каждая система стремится минимизировать внутреннюю энергию, чтобы повысить устойчивость, и для этого осуществляет соответствующую перестройку структуры. В нашем случае возможно или сближение, или удаление тел А и В. Должен реализоваться тот вариант, который понизит энергию системы. Движение по «орбите» исключаем по условиям задачи.

Если тела А и В сблизятся, то количество нитей, проходящих через «В₁», увеличится. Согласно анализу, проведенному выше, тело должно самопроизвольно двигаться в направлении сгущения нитей. Если при движении уоецентрация нитей постоянно возрастает, то тело будет двигаться с ускорением. Появление ускорения эквивалентно действию силы. Эта сила и есть сила тяготения (гравитация). Совпадение величин инерционной и гравитационной масс не случайное, т.к. в основе лежит единая сущность.

Если тело В станет удаляться от А, то «проходных» рельсов будет становиться меньше, следовательно, скорость будет уменьшаться, т.е. как бы возникнет сопротивление.

Из модели вытекает важное следствие. Масса не является константой. Масса может изменяться не только в результате изменения скорости движения (подтверждено экспериментами и объяснено СТО), но также при движении в гравитационном поле (градиент плотности нитей). Тело в свободном падении должно увеличивать свою массу. Это можно проверить экспериментально, но такие эксперименты автору не известны. Поэтому уравнение Ньютона (F=Gm₁m₂ /r²) может претерпеть изменение. Масса в числителе должна изменяться в зависимости от расстояния между телами.

Другим следствием является G ≠ const. Если Вселенная расширяется, то «сеть» должна растягиваться. Если представить, что одновременно с гравитационным сближением тел А и В, «растягивается» расстояние А – В, то должна возникнуть аномалия в уравнении Ньютона. Может быть, аномалии в движении космических тел, приписываемые «темной материи», являются следствием неполноты уравнения Ньютона.

Третьим следствием является с ≠ const. Структуру вакуума мы моделирует сетью из суперструн. Взаимодействие массивных тел с сетевым субстратом влияет на распределение в нём энергии, следовательно, состояние вакуума должно изменяться по мере удаления от тяготеющего тела. Наличие градиентов состояния вакуума должно изменять скорость света. Поэтому постулат о постоянстве скорости света в вакууме (как и другие мировые «константы») можно поставить под сомнение.

8.2. Самоорганизация неживого вещества

Абстрактное понятие «самоорганизация» обобщает множество механизмов её осуществления. «Поэтому надо условиться о смысле термина «самоорганизация», прежде чем начать его использовать. Н.Н. Моисеев писал: «Сегодня всё чаще и чаще, даже в областях, далеких от физики, используют термин «самоорганизация»…. Условимся называть самоорганизацией такой процесс изменения состояния (или характеристик), который происходит без целенаправленного (может, лучше – целенаправляемого) начала, каковы бы ни были источники целеполагания. Можно говорить и о стихии самоорганизации – здесь мы ошибки не сделаем» [57].

«Самоорганизация – это свойство изначально присущее материи. Ученые наблюдают это свойство в экспериментах, но объяснение, возможно, придет позже, когда будет достигнут более глубокий, чем сегодня, уровень знания о природе вещества и вакуума» [188].

А.П. Назаретян высказал предположение, что «потребность (нужда) в активности представляют собой не одну из многочисленных нужд живого существа, а своего рода метапотребность органической материи, которая, воплощаясь в каждом отдельном организме и связывая его со всей системой биосферы, становится лейтмотивом его существования». Каждый организм, равно как и любой его орган, будучи частью системы (популяции, биосферы), запрограммирован на сам процесс функционирования» [160].

Целесообразно рассмотреть понятие «адаптация», как вариант самоорганизации. Если некоторая организация существует, следовательно, она препятствует деструктивным влияниям среды, что «представляет собой целенаправленную самоорганизацию, при котором система определяет критерии своего поведения и осуществляет их выбор» [139].

В настоящей работе мы развиваем идею, что эволюция происходит по универсальному алгоритму. Развитие Вселенной можно представить как эволюцию неоднородностей, т.е. эволюцию информации. Вектор эволюции изначально задан расширением сетевого субстрата. Эволюцию ВЭИ следует рассматривать в триединстве.

Идея направленности эволюции не нова. В подтверждение можно привести высказывание А.А. Любищева [135]. «Вселенная не хаос, а Космос, эволюция основана не на борьбе хаотически возникающих изменений, а на имманентном законе эволюции и на наличии подобного сознанию творческого начала. Шаги в этом направлении делали К.Э. фон Бэр, С. Майварт, А. Келликер, С.И. Коржинский, Э. Коп, К.К. Шнейдер, А. Бергсон, Л.С. Берг, П. Тейяр де Шарден, О. Шиндевольф и многие другие. Рать антидарвинистов не так мала, как думают, и это неудивительно». То есть по А.А. Любищеву эволюция – это «…осуществление начал, заложенных в самом развивающемся существе» [136].

В числе противников случайной эволюции состоял также Тимофеев-Ресовский. В своей последней эволюционной статье [Природа, 1980, № 9] он признал, что дарвинизм следует дополнить принципом прогресса. Дарвинизм и номогенез одинаковы в том отношении, что игнорируют активность особи – она в этих учениях не живет, а лишь предъявляет свои заранее данные качества.

Чтобы понять механизмы самоорганизации, следует выявить инварианты развития. В предыдущих главах показано, что главным трендом эволюции является синтез всё более крупных и сложных агрегатов вещества. Каждый следующий ярус создавался из готовых блоков предшествующих ярусов. Возникают всё более разнообразные агрегаты. Образование вещества сопровождается понижением концентрации связанной энергии и экономным её расходованием. На ранних этапах развития Вселенной доминировали жесткие структуры, связанная энергия и атрибутивная информация. В зрелой Вселенной преимущество переходит к лабильным структурам, кинетической энергии и оперативной информации.

Каждый новый надстраиваемый ярус становился менее прочным. Связующий каркас становился более лабильным, перестройки не требовали слишком больших затрат энергии, разнообразие организаций увеличивалось за счёт комбинаторики.

Наиболее значимые взаимодействия происходят между ближайшими соседями. Взаимодействие может приводить к слиянию частиц или отталкиванию. Полная идентичность элементов явление маловероятное, поэтому взаимодействия между элементами должны быть асимметричными. Даже одинаковые атомы газа отличаются величиной кинетической энергии.

Объединение в агрегат осуществляется для энергетической оптимизации организации. «Оптимизация (выбор наилучшего варианта) любой реальной системы возможна лишь в порядке нахождения компромисса между противоречивыми требованиями оптимизации различных её параметров и целым» [92]. Поиск компромисса может происходить между двумя, тремя и более элементами одновременно. Наиболее вероятно взаимодействие между двумя элементами. Если при этом достигается взаимовыгодное энергетическое состояние, то образуется дуэт. Дальнейшие взаимодействия происходят между дуэтами, в итоге которых возникают квартеты, далее октеты пока не возникнет всеобщий союз – организация. Эта модель идеализированная, так как на практике могут возникать другие комбинации (трио, квинтеты и пр.). В агрегат сливаются не любые объекты, а только те, которые в комбинации повышают устойчивость.

Рис. 8.4. Комплиментарное объединение двух объектов.

На рис.8.4 схематически показано объединение в агрегат С двух объектов А и В. Векторы активности А и В расположены так, что в результате их сложения активность агрегата возрастает.

В разделе 3.4 показано, что чаще всего взаимодействия бывают асимметричными. На рис. 8.4. доминантом является объект А. Объект В есть субдоминант. Доминант оказывает большее влияние на субдоминанта. Доминант может завладеть частью энергии субдоминанта, но при их объединении общая энергия понижается, что и требуется для консенсуса (устойчивости).

Например, в атомах между ядром и электронами электромагнитное взаимодействие явно несимметричное, здесь ядро является доминатом. Молекулы также состоят из разнородных атомов. Даже в монокристаллах наблюдается специализация. Атомы, находящиеся на поверхности, отличаются от атомов «сердцевины».

Замеченную тенденцию к дифференциации и асимметричности элементов можно распространить и на протовещество. Сильные внутриядерные взаимодействия происходят между разнообразными протонами и нейтронами, поэтому могут быть ассиметричными. В нуклонах взаимодействуют три различных кварка (гетерогенность). Гетерогенность элементов должна приводить к гетерогенности связей, т.е. асимметрии. К сожалению, под таким углом зрения сильные и слабые взаимодействия не рассматривались.

Итак, катализаторами самоорганизации Вселенной является гетерогенность элементов и асимметрия связей

В результате последовательных объединений возникают доминанты, которые своим влиянием определяют функционирование соседей. Вокруг доминанта складывается подсистема управления. Например, масса Солнца такова, что влияет на движение планет. Ядро атома управляет вихрем электронов. Вожак управляет поведением стаи.

Управление - это процесс взаимодействия доминирующей подсистемы со всей организацией для достижения оптимального результата.

Очевидно, что объединение происходит не по закону случая, а имеет место предпочтение. Объединяются только те организации, вектор активности которых лежит в некотором гиперконусе. Следовательно, осуществляется поиск комплиментарных партнёров. Этот факт хорошо известен в химии. Химические соединения сгруппированы в классы.

В физике комплиментарность обозначена знаком электрических зарядов. Притягиваются электрические заряды противоположного знака. Группировки частиц осуществляются также по значению спина. Северный магнитный полюс притягивается только к южному.

Поскольку поливалентные организации, имеют много параметров, то их объединение осуществляется на основе компромисса.

Например, два положительно заряженных протона отталкиваются, но при сближении начинают действовать более сильные взаимодействия (притяжение). Потеря в одном компенсируется выигрышем в другом. Целевой функцией для объединяющихся организаций является понижение концентрации связанной энергии, и укрепление энергетических барьеров. Для живых организаций более значимо уменьшение диссипации энергии, расширение доступа к ресурсам.

Механизмы самоорганизации можно проиллюстрировать игрой в шахматы и шашки. Шашки однотипные, равноправные участники взаимодействий. В результате комбинаций одни фигуры «съедают» другие. В конце игры на поле остаются несколько фигур (съевших всех остальных), т.е. агрегаты. Наблюдается рост гетерогенности.

Шахматные фигуры более разнообразны по функциям. Количество возможных комбинаций больше, чем в шашках. Но и в этой игре финишируют некоторые доминантные фигуры, «поглотившие» своих конкурентов.

Известны компьютерные модели «Жизнь» и «Парус» [74], где простой алгоритм разворачивает на дисплее процесс эволюции. Идёт конкуренция за ресурсы, фигуры съедают друг друга пока не остаются выдержавшие жёсткий отбор.

Таким образом, механизм эволюции достаточно прост. Расширение, деформация Вселенной (сетевого субстрата) постоянно изменяет концентрацию энергии. Вещество вынуждено постоянно адаптироваться к новой среде путём понижения концентрации связанной энергии, поэтому эволюция перманента.

8.3. Самоорганизация живого вещества

Живое вещество можно классифицировать как гетерогенные мультиагрегаты белков, требующих обязательного притока ВЭИ для поддержания внутренних процессов. Живое вещество образовалось в период истощения энергетических ресурсов мирового субстрата, после завершения «строительства» субатомных организаций и неживых мультиагрегатов. Живое вещество развилось на базе неорганических мультиагрегатов и располагается на границе литосферы, гидросферы и атмосферы Земли. Живое вещество построено из тех же химических элементов (предпочтительно из углеводородов), что и неживое. Основой жизни являются белки – самые нестабильные молекулы. Без постоянного притока и оттока ВЭИ живое не существует.

Неживое вещество также потребляет энергию субстрата, но как бы незаметно. Науке предстоит изучить эти процессы. Но живые мультиагрегаты за год пропускают через себя и преобразуют количество химических элементов, соизмеримое с массой земной коры. Интенсивность обмена веществ усиливается способностью живого активно искать ресурсы (питание). По этой причине органы животных и растений имеют очень развитую поверхность, через которую идёт обмен ВЭИ (поступают ресурсы). Растения тянутся к свету, воздуху, к воде

Независимость от ресурсов достигается в случае, если источник неисчерпаем и доступ к нему неорганичен. Поэтому поисковую активность, которая в зачаточном состоянии усматривается в неживом, животные сделали главной функцией.

Такой способ существования зародился в недрах неживых мультиагрегатов, существование которых основано на потреблении энергии. Например, горение должно поддерживаться притоком кислорода и горючего вещества при отводе продуктов реакции. Смерчи, тайфуны, циклоны черпают энергию из атмосферы. Все технические устройства потребляют энергию. Солнце производит энергию, выделяющуюся при ядерном синтезе. Только молекулы, атомы и субатомы самодостаточны и могут длительно существовать без заимствования энергии у соседей. Но для реформирования своей структуры все же требуется дополнительная энергия. Например, для расщепления ядра атома его следует «расстрелять» нейтронами. Многие химические реакции протекают только при нагреве (эндотермические реакции).

Необходимость в энергии связана с тем, что живое вещество является неравновесной организацией с лабильными связями. Поэтому для сохранения организации приходится постоянно совершать работу. В клетке нет постоянных мест расположения органелл. Они могут передвигаться в протоплазме, но функции свои при этом выполняют. В животных все органы связаны эластичными тяжами, гибкими сосудами и нервами. Чем сложнее форма жизни, тем в большей степени «жесткие» связи заменяются информационными (колония бактерий, нервы, муравейник, улей, толпа людей).

Для сохранения функций лабильной организации требуются затраты ресурсов на постоянную регенерацию элементов и связей. Организация как бы многократно воспроизводит себя по частям, в этом и состоит механизм гомеостаза. Размножение – это разновидность регенерации, осуществляется не только для «ремонта», но и для экспансии.

Клетка периодически заменяет белки (ферменты) [35]. Организмы восстанавливают органы, хвосты, когти, кожу, волосы, стенки желудка. Человек полностью обновляется в течение нескольких месяцев.

На рисунке 8.4. приведены типичные кривые жизненного цикла организаций. Допустим, кривая 1 описывает жизненный цикл (ЖЦ) некоторой организации, стагнация которой наступает во время ţ. Каждая новая перестройка элементов, функций, процессов даёт старт новой организации, которая начинает новый ЖЦ. В итоге последовательного наложения жизненных циклов 1, 2, 3, 4, происходит удлинение интегрального ЖЦ, изображенного «жирной» кривой.

Подпись: Диамика Ж Ц

1 2 3 4

Рис. 8.4. Стадии жизненного цикла организации.

Такой приём удлинения ЖЦ известен в техногенных организациях. Техническое обслуживание пассажирского самолёта предусматривает замену узлов и деталей по специальному графику, не дожидаясь их физического износа. Пожарная служба заменяет и обсуживает огнетушители вне зависимости от возникновения пожара. Постоянную ротацию руководящего персонала на фирмах также можно отнести к антикризисному приёму. В современных рыночных условиях постоянная модернизация оборудования, идей, стилей управления, товаров, услуг позволяет сохранять устойчивость.

Лабильность обнаруживаются и в элементарных организациях. Например, электроны в атоме не имеют постоянного места (вращаются по орбите, меняют орбиты). Атом, потерявший электрон, восполняет потерю захватом чужого электрона. В жидкостях и газах происходит постоянная перетасовка молекул. В твердых телах атомы колеблются около положения равновесия, длина связей периодически изменяется. Ледяная «сосулька» после разрушения восстанавливается снова. Кристаллы способны к регенерации дефектов. Псевдо сейф – системы существуют только благодаря постоянной регенерации стохастического каркаса. Звёзды в своих недрах с высокой точностью повторяют производство «тяжёлых» химических элементов.

Итак, регенерация частей является атрибутивным свойством любого вещества. Даже протовещество должно постоянно «перематывать» (обновлять) нити сетевого субстрата (раздел 8.1).

Процессы регенерации эволюционировали в следующей последовательности.

1. Постоянное восполнение рассеянной энергии протовеществом и субатомными структурами.

2. Регенерация отдельных частей, приводящая к регенерации всей организации (мультиагрегаты).

3. Матричное и вариативное размножение с экспансией (кристаллы, организмы).

Следует заметить, эволюция не устраняет древние механизмы самоорганизации, но на каждом новом ярусе добавляет новые механизмы самоорганизации.

Поисковая активность в живом, вызванная необходимостью потреблять ресурсы, усилилась способностью к размножению. Размножение клетки делением является экспансией. Новые особи обладают автономной подвижностью, что облегчает поиск богатых ресурсами регионов. Многочисленные дети стохастически комбинируют гены родителей, что повышает эффективность усвоения новых ресурсов.

Неживые мультиагрегаты, существующие, как и организмы, за счет потребления энергии, также имеют функции роста и размножения. Рост и экспансия инвариантно наблюдается на всех этапах развития Вселенной. Расширяется Вселенная, растут агрегаты вещества, увеличивается разнообразие их форм. Растут планеты, притягивая вещество из окружающего космического пространства. Примером может быть рост размеров молекул полимеров. Богданов А. приводил пример с растущей каплей воды. Растут кристаллы.

Лабильность, необходимость искать ресурсы и защищаться от разрушения в живом веществе требует вариативности поведения. Известно, что ответные реакции существуют в любых объектах природы (принцип Ле-Шателье, принцип Ленца, инерция Ньютона). Например, протовещество на действие ускоряющей силы реагирует изменением (f D) (раздел 8.1). Пружины теряют упругость при повторных воздействиях. Существует явление памяти формы.

Однако живые существа реагируют ситуационно, набор реакций разнообразнее. При опасности могут убежать, напасть, замереть. Высшие формы жизни приобрели способность к упреждающим реакциям. Но, чем проще форма жизни, тем менее разнообразны реакции.

Размножение и самоликвидация (смерть) также являются адаптивными реакциями. Потомки появляются при дееспособных родителях. Период стагнации ещё не наступил, но организм «знает» о его приближении и упреждает события воспроизводством себе подобных.

В отличие от любых других организаций в живом известен процесс самоликвидации. Всё живое рождается и умирает, причём, смерть происходит не в результате износа элементов (они способны к регенерации), а программируется системной памятью (генами) [144]. В разделе 7.2 анализируется «закон жизненного цикла», который свидетельствует о неизбежном финале любой организации, который происходит из – за недостатка адаптивных реакций на «вызовы» среды. Воспроизводство предшествует самоликвидации, поэтому является вариантом поисковой активности с упреждением, средством профилактики возможных кризисов путём вариативного воспроизводства потомков.

На рис. 8.5 обобщены взаимосвязанные функции поддержки жизнедеятельности. Лабильность связей потребовала создания системы постоянной регенерации. Для этого требуются ресурсы, и осуществляется их активный поиск. Высшие формы жизни выработали упреждающие реакции на ожидаемые угрозы среды обитания.

Казалось бы, в живом веществе процессы регенерации должны обеспечивать бессмертие клеток, но даже разнообразные механизмы адаптации не могут предусмотреть всех проблемных ситуаций. Живые организации способны адаптироваться в достаточно узком диапазоне условий. Заботясь о собственной целостности и о собственном «благополучии», живое обязательно включает в свои функции смерть и рождение, как поиск вариантов адаптации, осуществляется перетасовка защитных программ «системной памяти».

Рис.8.5. Система самосохранения живого.

Самоорганизация, вариативность ответных реакций зависит от разнообразия элементов организации, специализации их функций. Количество специализированных белков в клетке на порядки превышает число атомов в сложной молекуле. Число типов клеток в человеческом организме превышает две сотни. Сформировались специализированные органы управления.

Специализация, дифференциация функций наблюдается в любых организациях. Например, ядро атома и электроны исполняют разные функции. Каждый электрон занимает различные орбиты. В молекулах разнообразие и дифференциация функций ещё выше, чем в атомах. В живых мультиагрегатах разнообразие достигло допустимого предела.

Неизбежное ограничение на количество и разнообразие элементов в организации возникает по причине дефицита ресурсов. Если элементы не потребляют энергию, то их количество может быть очень велико, например, атомы в кристаллах и минералах по численности превышают живые организмы. Оптимизация организации заключается в сохранении устойчивости при минимуме затрат энергии, поэтому лишние потребители ресурсов снижают эффективность организации.

Учёные ведут дискуссии о возможной потере устойчивости биосферы в связи с вымиранием и исчезновением некоторых видов животных и растений. В связи с тем, что никому не известен оптимум разнообразия биосферы, рассуждения о пределе устойчивости биосистемы носят спекулятивный характер. Следует принимать во внимание, что биосфера не исчезнет, она уже выдержала несколько катастроф за 4 млрд. лет [202]. Биосфера может стать или непригодной для существования человечества, или адаптироваться к экспансии человечества. Человек – это часть биосферы, поэтому все изменения в биосфере являются следствием коэволюции биосферы и человечества.

8.4. Самоорганизация информации и разума

Упреждающие реакции организмов стали возможны благодаря развитию информационных систем. Специализация привела к образованию нейронной сети и мозга. Скопления клеток, специализированных на управлении, образовали мыслящий агрегат (мозг). Зачатки мозга известны даже у червей. Эволюция мозга продолжается около 600 млн. лет. Постоянно увеличивается количество нейронов. Этот процесс П. Тейяр де Шарден назвал «цефализация» [203].

Если коэффициент энцефализации выразить как отношение массы мозга к массе тела, то в среднем получится следующая эволюционная картина: рыбы (возраст 400 млн. лет) – 0,02 г/г; рептилии (300 млн. лет) – 0,05; млекопитающие (100 млн. лет) – 0,15; птицы (70 млн. лет) – 0,18-0,3. Самый высокий коэффициент энцефализации у человека (0,77) и у дельфинов (0,54). Среди птиц наиболее «мозговитые» попугаи (0,34) и врановые (0,3) [86]. Осьминоги имеют самый развитый мозг среди моллюсков (очень древние организмы). Эволюция индивидуального мозга дополнялась эволюцией коллективного (социального) сознания.

Развитие мозга животных является свидетельством возрастающего значения управления в организмах. Память живого вещества фиксировалась на белковых молекулах и полинуклеиновых кислотах (ДНК, РНК). Затем память стала храниться в сети нейронов. Отследить эволюцию мозговых структур человека не представляется возможным потому, что тонкие структурные исследования мозга начались только в шестидесятых годах 20 века. Однако известно, что обучение, социализация, коллективная память социума «лепит» в мозге новые структуры, а творчество индивидуума отражается в системной памяти социума и передаётся последующим поколениям через «социальные гены».

Хотя прямые исследования эволюции структур мозга невозможны, но деятельность сознания можно усмотреть в зеркале технического творчества. Техносфера, литература, искусство является зеркалом сознания, т.к. материализует виртуальные модели сознания.

Блочное строительство Мира имеет свои закономерности (рис. 8.6). До появления молекул весь мир состоял из субмолекулярных агрегатов (нижний узорчатый блок рис. 8.6). Начиная с молекулярного яруса, каждый следующий ярус содержит в себе фрагменты и молекулярного, и субмолекулярного мира. На схеме молекулярный мир изображен белыми полями, а субмолекулярный мир - узорчатыми полями. Молекулярный мир свои функции реализует через кинетику агрегатов молекул (движение тел, тепловая энергия, пар, ветер, течение воды). Молекулярный мир изучает «механика», «акустика» и «теплотехника».

Электротехника, радиотехника, физика элементарных частиц, оптика изучают субмолекулярный мир, который функционирует на «тонких» формах движения вещества (фотоны, электромагнитные волны, электроны, электрические заряды). Оба неразрывных мира взаимодействуют.

Живые и разумные организации поддерживают устойчивость не прочностью энергетических барьеров, а умелым маневрированием. В них развилось сознание, как средство прогнозирования и принятия решений. Функции сознания (мозга) осуществляются субмолекулярными видами движения. Развитие организаций в последовательности: неживые – живые – разумные сопровождается усилением роли субатомных форм движения.

Развитое сознание начало творить техносферу. Первичная техносфера также как и человеческое тело строилась из молекулярных агрегатов (вещи, предметы, тела). Развитие «молекулярной техносферы» ещё до нашей эры достигло стадии зрелости. Были созданы все необходимые приспособления (транспорт, жильё, одежда, механизмы, их производство). Последующие 2000 лет старые идеи облачались в новые «одежды». Повышалась эффективность, комфортность, но без принципиальных новаций.

Подпись: Молекулярные виды движения

Рис. 8.6. Цикличное творчество природы.

Начиная с 19 века жизненный цикл «молекулярной техносферы» завершился, начался новый цикл субмолекулярной, интеллектуальной техносферы. Стали использоваться субатомные формы движения (электромагнитное поле, электродвигатели, радиосвязь, лазерные источники света, триггеры, ЭВМ, интернет и пр.). Техносфера стала приобретать признаки интеллекта.

Важно обратить внимание, что техносфера повторяет циклы не только человеческих цивилизаций, но и природные циклы. На рис. 8.6. сравниваются циклы становления биогеосферы и техносферы. Жирная, ломаная линия условно разграничивает мир молекулярный и мир субмолекулярный, и напоминает восточный символ «Инь – Янь».

Видно, что последовательные техносферные циклы становятся всё более интеллектуальными. Это значит, что творчество человека неосознанно повторяет алгоритм становление естественной природы.

Поисковая активность живых организаций преследует цель добычи ресурсов. Для этого приходится совершать работу (посредством техносферы). Разум позволяет рационализировать поисковую активность, уменьшает затраты, снижает «себестоимость» работы.

Самый верхний блок рис.8.6 под знаком вопроса скрывает будущий интеллект неорганической природы с преобладанием субмолекулярных (полевых) форм движения материи. Видимо, Вселенная начинала развитие от субатомных организаций и закончит цикл чем - то подобным. Если такие пульсации Вселенной повторяются, то каждый следующий цикл начинается не с «чистого листа», а учитывает системную память прошлого опыта. В системной памяти вещества хранятся инварианты развития, исходящие из протоматерии.

Несомненно, понятия «разум», «интеллект» в своей основе имеют информационную составляющую ВЭИ, поэтому, изучая эволюцию информации, мы можем придти к истокам.

В разделе 4.2 определяется сущность понятия «атрибутивная информация» - это неоднородности субстрата и вещества. Совокупность неоднородностей в составе устойчивой организации назовём информационным пакетом. Главной тенденцией эволюции атрибутивной информации является укрупнение информационных пакетов. Закон возрастания гетерогенности, т.е. различимости информационных пакетов не только по размерам, но и по свойствам означает рост разнообразия информации. Разнообразие создаётся посредством комбинирования информационных пакетов при перемещении, столкновении, взаимодействии (кинетика процессов). Кинетическая энергия обеспечивает процессы трансляции информации, передачи неоднородностей от объекта к объекту.

Информацию, которая транслируется от одного объекта к другому, назовём «оперативной информацией» [1]. Каждый малый информационный пакет, объединяясь в агрегат, вносит в него свою атрибутивную информацию. Память о происхождении (генетическая память) хранится в структуре организации и передаётся «по наследству» последующим организациям. Например, в молекуле воды (Н₂О) объединены гены (память) атомов водорода и кислорода. Похожим образом при размножении живых организмов объединяются гены родителей.

Для переноса информации нужен какой-либо носитель. На любом материальном носителе информация проявляется, как чередование уплотнений, пятен, полос, слоев, неровностей, намагниченностей, наличия зарядов и т.п. Чередование уплотнений в воздухе (звуковая волна) также активно используется в природе как носитель информации. Волновые процессы и поля, обладающие способностью распространяться на значительные расстояния, обеспечивают перенос информации. Свет, прошедший через вещество, сообщает наблюдателю о химическом составе, однородности и мутности вещества. Свет несет некоторую информацию о далеких галактиках, светилах, химическом составе космического пространства. Рентгеновский луч при прохождении через кристалл рассеивается на атомах, и эти изменения луча несут информацию о строении кристалла [145]. Тень от предмета содержит информацию о форме предмета и о его размерах. Изображение можно переносить с фотопленки на магнитофонную ленту, с ленты на экран дисплея или на бумагу и тому подобное. Горные породы «помнят» о направлении магнитных силовых линий – магнитного поля Земли прошлых эпох. Примеры можно множить бесконечно.

Копирование атрибутивной информации может осуществляться только с использованием свободной, кинетической энергии, посредством потоковых ВЭИ процессов, значение которых в ходе эволюции возрастает. Копирование атрибутивной информации никогда не бывает полной. Часть атрибутивной информации теряется (отфильтровывается).

Фильтрация информации – явление фундаментальное. Она проявляется на всех уровнях материи: на косном, живом, психическом, социальном, кибернетическом. Например, свет, проходящий через кристалл, «уносит» информацию о коэффициенте преломления, однородности, химическом составе, шероховатости поверхности. Но никакой информации о составе ядра, зарядах поверхности и т.д. свет не несет (нам это неизвестно). Клеточные мембраны пропускают внутрь клетки не все молекулы, а только те, которые необходимы для функционирования клетки. При соударении двух объектов на обоих остаются следы этого удара, которые содержат информацию о форме и твердости участников процесса, но только приблизительно, не полно. Глаза лягушки видят только те объекты, которые движутся, так как и пища, и враги у лягушки движущиеся. Здесь живое использует фильтрацию как средство ограничения информации с целью избежания перегрузки мозга.

Технические средства связи используют всевозможные фильтры для ослабления шума и выделения полезного сигнала. Устройство глаз у большинства высших животных позволяет обозревать Мир в пределах угла зрения (фильтрация). Смотровая щель в танке также направлена вперед, где находится вероятный противник. Среди полифонии симфонического оркестра слушатель способен выделить голос любого музыкального инструмента. Спящая мать реагирует на плач своего ребенка и не слышит другой шум.

Размножение оперативной информации является разновидностью её трансляции. С одной фотопленки можно сделать много фотографий. Книги тиражируются сколько угодно раз. Процесс роста кристалла является размножением структуры поверхности, которая многократно повторяется, как оттиск канцелярской печати. Размножение может сопровождаться экспансией. Если рассеять кусочки кристалла в солевом растворе, то каждый кусочек будет расти, повторяя структуру (информационный пакет) своего «предка».

Атом, входящий в состав молекулы, изменяет структуру своих электронных орбит, т.е. искажает первичную информацию. При объединении в агрегаты часть информации «скрывается», но появляется новая информация. Первоначальная информация элементов восстанавливается при разрушении агрегата. Аналогом может послужить пружина. При сжатии её структура (форма) изменяется, но восстанавливается в развёрнутом состоянии. Пружина как бы помнит свою первоначальную форму.

Макрообъекты (крупные информационные пакеты), связанные вторичными, мене прочными связями, разрушаются легче, чем субатомные и атомные частицы. Мультиагрегаты при разрушении сохраняют «древнюю» память, но забывают «молодую» структуру агрегата.

Подсистемы с повышенным содержанием кинетической энергии обладают кратковременной памятью. Для сохранения памяти живая клетка создала механизм репарации повреждений. Способ сохранения устойчивости при подвижности частей показан на рис.5.5.

Существует убеждение, что в точке бифуркации система забывает своё прошлое, теряет память [105]. Однако следует внести поправку. Забывается память, хранящаяся в молодых структура. Долговременная память субатомных и молекулярных структур сохраняется и способствует новым комбинациям информационных пакетов. Благодаря памяти, строительство организаций ведётся не стохастически, а имеет направленность в заданном коридоре развития, «поиск осуществляется не в гипершаре, а в гиперконусе» [57].

Исследование памяти позволяет узнать прошлое и предсказать будущее. Например, годовые кольца на срезе дерева позволяют узнать о климате в период роста дерева. Донные отложения в океане свидетельствуют об истории биосферы.

Лабильность информационных систем является угрозой потери важной информации, поэтому создана система контроля и репарации информационных носителей. Созданы специальные носители информации (ДНК), помещённые в защитную оболочку. Посредством такой атрибутики жизненный цикл организмов стал увеличиваться. Отдельная белковая молекула очень быстро денатурируется, теряет свои каталитические свойства. Только в составе клетки такие неустойчивые, лабильные молекулы способны выполнять свои функции. Управление является механизмом рационализации процессов регенерации лабильных структур и поиска ресурсов.

Деление клетки начинается с удвоения информации в ядре. Далее ядро разделяется на два фрагмента, каждый из которых уносит с собой в качестве приданного материальную базу своего существования (часть протоплазмы). Фактически размножается не клетка, а оперативная информация (ДНК, хромосомы). Оперативная информация не локализована в одном единственном ядре. Она рассеяна по клеткам особей популяции, что исключает случайную потерю.

Главной целью живого является накопление и размножение оперативной информации, которая не исчезает с гибелью индивидуума, а наследуется потомками. Целевой функцией поисковой активности живого является строительство все более сложных информационных систем, Вселенная развивается в направлении разумных систем

На рис. 8.7 изображена эволюция информации. Атрибутивная информация замедляет темп своего развития, но эстафету принимает оперативная информация.

Рис. 8.7. Расщепление информации.

В ходе эволюции живых и разумных систем информация приобрела сигнальный характер. Сигнал - это код, запускающий программу считывания информации из памяти приёмника. Подразумевается, что приёмник информации уже содержит у себя знания о содержании сигнала. Например, красная ракета означает сигнал начала атаки. Знаки дорожного движения также являются кодированной информацией.

Из выявленных закономерностей можно сделать вывод, что развитие разума началась задолго до появления человека. Под давлением фактов начали признавать существование разума у всех приматов [83, 71]. В эволюции всякий вид живых существ предпочитает развивать уже имеющиеся задатки, поэтому разум следует поискать в более древних организациях.

Уникальность человеческого разума явно преувеличивается. Разум и его предшественник инстинкт способствуют выживанию организма. Если существо без обучения действует некоторыми «стандартными» способами, то такое поведение называют инстинктивным. Орёл разбивает камнем яйцо страуса (обеспечение пищей). Птица сооружает замысловатое гнездо (обеспечение сохранности потомства). Бобры строят дома, сооружают плотины, каналы.

Человек умеет делать автомобиль благодаря разуму. А паук плетёт свои сети (технология питания) благодаря инстинкту. Различие заключается в том, что паук «обучался» методом проб и ошибок в миллионах поколений, а человек способен научиться в течение нескольких лет.

Опыт паука записан нуклеиновыми блоками в геноме. А опыт человека хранится и в геноме, и в мозге, и на других техногенных носителях информации (бумаге, фотоплёнке и др.). Инстинкт проявляет максимумом быстродействия при стандартных ситуациях. Разум эффективнее в нестандартных ситуациях. Действия человека и паука необходимы для обеспечения выживания. Поэтому определим разум как процесс разработки и накопления упреждающих технологий адаптации.

Обычно творчество осуществляется деятельностью разума. Вселенная обладает творческим потенциалом, поэтому можно предположить, что Вселенная обладает разумом, который человеку не дано понять. Аналогично, разум человека непонятен муравью.

Если мы признаем разум человека (ученика природы), который неосознанно повторяет опыт природы, то и деятельность учителя (природы) логично признать разумной. Выше показано (рис. 8.6), что техническое творчество человечества копирует опыт природы, что низводит человека до роли ученика.

Системная память, заключённая в мировом субстрате, по сути, является аналогом «идеи, духа» (Гегель). Информационная матрица задаёт алгоритм развития Вселенной, в том числе механизмы творчества мозга. Этот алгоритм, возможно, также эволюционирует в процессе каждой пульсации Вселенной.

Схожие мысли можно найти в работе Гринченко С.Н. «Смысл Жизни (как таковой, а не только жизни человека!) состоит в углублении возможностей познания ею самой себя: ведь величина системной памяти каждого нового яруса в процессе биологической метаэволюции увеличивается – при сохранении всей иерархии величин системной памяти вложенных в него ярусов. И тогда выглядит вполне непротиворечивым и такое утверждение, как «смысл жизни Вселенной – перманентное углубление (во времени) и расширение (в пространстве) ею самой себя» [57].

8.5. Управление в природе

Прогрессивное развитие систем управления в живых организациях оправдано тем, что поведенческие функции оказались более универсальным средством самосохранения, чем специализированные защитные приспособления. Возрастание лабильности потребовало совершенствования процессов регенерации, которые более эффективно работают в системах управления.

За 3,8 млрд. лет существования биосфера постоянно «изобретала» приспособления и технологии, спасающие живое от гибели. Живое вещество в своем развитии шло разными путями. Кроме долговременных «оборонительных» приспособлений, развивались тактические, поведенческие реакции. Всевозможные рога, копыта, панцири, кости, шипы, химическое оружие, маскировка и другие «приспособления» спасали только от тех воздействий, против которых они были предназначены. Против быстрых, разнообразных, неожиданных воздействий эти ухищрения могли оказаться бесполезными, поэтому поведенческий вариант выживания оказался более эффективным. Например, рептилии (ящерицы), дожившие до наших дней, в жаркое время в пустыне закапываются в песок, а ночью выходят на охоту. Птицы предпочли перелеты (миграции) на огромные расстояния другим механизмам защиты от сезонных изменений погоды. Некоторые рыбы, кальмары, хамелеоны умеют маскироваться. Термиты в убежищах поддерживают микроклимат и т.п.

Живое вещество вступило в коридор эволюции, очерченный процессами управления. Каждый более сложный уровень организации все в большей степени подчинял своему влиянию окружающую среду. Это стало возможным по причине низких энергетических барьеров разделяющих живое вещество от окружающей среды. Низкие барьеры позволяют потокам ВЭИ перетекать не только внутрь организации, но и обратно.

Управление сокращает время и энергетические затраты на выход к цели. Целью является добыча ресурсов. Управление делает это более рационально. Поэтому управляемые организмы развивались ускоренно в следующей последовательности: архитархи (700 млн.) – рыбы (500 млн.) – сухопутные позвоночные (350 млн.) – рептилии (320 млн.) – млекопитающие (220 млн.) – птицы (140 млн.) – приматы (10-20 млн.) – человек (6-1 млн.). [202]. Еще быстрее смена видов происходила в семействе гоминид.

Не вызывает сомнение факт, что главной подсистемой управления в сложных организмах является мозг. Мозг стал центром управления у многоклеточных животных, включая червей (древнейших живых существ).

До появления мозга центром управления являлись ядра клеток. В ходе эволюции увеличивалось количество хромосом, длина ДНК [143]. Например, ДНК бактерий содержат 4·10⁶ пар нуклеотидов. ДНК мухи дрозифилы – 1.55·10⁸ пар нуклеотидов. У человека самая длинна ДНК – 3·10⁹ пар. Многие гены амебы и человека схожи. ДНК мыши и человека различаются на 20%, а шимпанзе и человека всего на 2 –3% [74].

Детерминантом поведения управляемых систем является цель. Управляемая система избирательно вовлекает в свой состав элементы, которые могут способствовать достижению будущего результата. Например, при приеме на работу новых работников, берут не всех желающих, а тех, которые могут способствовать целям организации. Поэтому внутреннее разнообразие управляемых систем, несколько меньше, чем стохастичных.

Н.Н. Моисеев писал: «Я вполне разделяю мнение Б.С. Украинцева [212]: «Такой общей закономерностью у сознательного целеполагания и несознательного функционирования самоуправляемой системы любой природы является направленность к достижению определенного результата» Это обстоятельство позволяет более широко взглянуть на категорию «цель», очистить её от чрезмерных антропоморфных наслоений и разумно объективировать её, распространив её на те сферы несознательного функционирования, где существует целенаправленность к достижению эффекта, где действие определяется потребностью» [154]. К этому можно добавить, что каждая организация имеет множество неявных целей, но главной целью является самосохранение.

Системы управления объектами высших уровней сложности (животные, человечество) всегда иерархичны, так как деятельность огромного числа элементов, подчиненных общей цели, нуждается в координации из единого центра [231]. Координация работы из единого центра требует минимума сигналов и наиболее экономична [172].

Подпись: Внешняя среда

Рис. 8.8. Типичная схема поддержки гомеостаза.

Кибернетический взгляд на управление позволил абстрагироваться от конкретных систем и создать универсальную модель управления. Благодаря работам П.К. Анохина [16], И.И. Шмальгаузена [233, 234], Н. Винера [47] сложилась модель управления для любых сложных систем, состоящая из объекта управления (ОУ), управляющей подсистемы (УП), связанных контурами прямых и обратных связей через систему информационных фильтров (Ф). Таких контуров может быть несколько (рис. 8.8). «Для развития организационной структуры, будь то социальная или биологическая, необходимы не только отрицательные, но и положительные обратные связи» [158], при условии их перманентного переключения [57].

Позже были созданы оптимизационные модели управления (рис. 8.9). Принципиальное отличие оптимизационной модели от типовой заключается в присутствии в ней блока вычисления целевой функции (ЦФ) и блока оптимизации (О) входных ВЭИ потоков. Сложные системы сами вырабатывают для себя правила адаптивной оптимизации, которые дополняются возможностью запоминать информацию о предыстории (системная память) и использовать её при выработке дальнейшего поведения.

Рис. 8.10. Универсальная схема управления суперсложными сложными системами.

Сформулированы частные виды критериев энергетической оптимальности биологических систем: минимум основного обмена (т.е. минимум мощности, потребляемой организмом в состоянии покоя), максимум к.п.д. организма как преобразователя химической энергии в механическую, максимум коэффициента усвоения пищи, минимум суммарной мощности, потребляемой системой транспорта кислорода при фиксированной функции этой системы [221]. Целевой функцией управления является стремление к выживанию и комфортности [77].

Все перечисленные новации воплощены в схеме рис. 8.10 [57]. X – воздействие среды на объект; Y – состояние объекта (его выход); Д – датчики, с помощью которых измеряется состояние среды и объекта соответственно; УУ - устройство управления. ИМ - исполнительные механизмы. U - управляющее воздействие, E – ненаблюдаемое возмущение.

По Гринченко С.Н. [57] все ярусы иерархической системы управления должны самостоятельно искать энергетические экстремумы, в которых создаются комфортные ощущения. Например, многоклеточный организм способен достигать экстремума своего целевого критерия (энергетического характера) за счет использования поисковой активности всех органов, тканей и клеток.

Стремление системы к энергетическим экстремумам ведётся по определённым правилам. Алгоритм выводит систему в район экстремума, где совершаются небольшие «рыскания», позволяющие отслеживать его «блуждание».

Но если система начинает делать неудачные шаги, то это можно интерпретировать как признак приближения к экстремальному значению целевого критерия. Поэтому, начиная с момента накопления определенного объема информации в базе данных и достижения требуемой точности модели, продолжение процесса накопления информации становится нерациональным.

Схема рис. 8.10. может успешно функционировать, если правильно задана целевая функция. Предполагается, что целью является достижение максимального энергетического комфорта. Однако новые данные о происхождения жизни согласуются с идеей целенаправленного стремления Вселенной к развитию разума. Тренд развития Вселенной просматривается как линия развития оперативной информации и накопления опыта в структурной памяти организаций.

Потребление энергии для решения этих задач необходимо, но энергия является средством, а не целью. В организмах как святыню берегут системную память, матрицу для размножения генетической информации. Отбор не происходит ни по длине ног или крыльев, ни по окраске, ни по толщине раковины; он производится по числу потомков (информационных копий), достигших репродуктивного возраста и в свою очередь успешно размножившихся. В.И. Корогодин полагает, что жизнь – «форма существования информации и кодируемых ею операторов, обеспечивающих возможность воспроизведения этой информации в подходящих для этого условиях внешней среды» [57].

Итак, целью развития всех организаций является сохранение и умножение системной памяти, регенерация и размножение информации (ДНК). Размножается не организм, а его ДНК. Организм только обеспечивает успешное протекание этого процесса.

Великолепная поисковая киберсистема (рис. 8.10) не предназначена для таких задач. Её оптимизатор регулирует структуру многочисленных входов фенотипа с целью адаптации к условиям среды. Известно, что все перестроечные процессы происходят с участием ДНК. Механизм этого процесса остаётся тайной и по этому поводу «сломано много копий». Механизм поисковой, экстремальной оптимизации подразумевает перестройку ДНК, но оставляет её как бы за кадром.

Следующее замечание можно сделать по поводу предложения обеспечить алгоритму оптимизации возможность иногда двигаться против своей основной тенденции, т.е. уходить от найденного (быть может, локального) экстремума для поиска другого (быть может, глобального) [185]. Если такое действие совершает некоторый механизм (организм) без перестройки своей организации, то после неудачной попытки он может вернуться на исходные позиции (если хватит ресурса). Но если авантюра ради эксперимента требует внутренней перестройки организации, то этот механизм может погубить организацию, если случайно заведёт в безвозвратный эволюционный тупик. «Слепой» поиск лучшего экстремума может завершиться катастрофой (сыр в мышеловке). Следует признать, что живое вещество не видит своей конечной цели развития, его несёт поток развивающейся материи, как река несёт щепку в море. Тактика живого - не утонуть раньше, чем вынесет на отмель. Выбор путей развития в точке бифуркации происходит или случайно, или не очень дальновидно (благими намерениями устлана дорога в ад).

Неудачные варианты поведения также могут закрепляться в генетической памяти. Например, маленький ребёнок пугается маски леопарда, хотя никогда с ним не встречался ранее [72]. Щенки собак, живущих рядом с человеком, в отличие от волков не боятся огня. Разумные системы способны помнить неудачные опыты членов социума, чтобы не повторять ошибок (крысы обходят отравленную приманку). Для этого в социальной памяти должны храниться удачные и неудачные варианты. Уже известно, что геном человека хранит гены и простейших вымерших организмов, и современников. Генетики, например, считают, что прочтение генома человека равносильно прочтению филогенеза.

Важно напомнить (раздел 3.4), что в организацию всегда входит «консервативный» блок архаических элементов, которые инертны по отношению к управлению.

О существовании биологической памяти известно давно. Ещё Л. Бриллюэн считал структуру связанной информацией (у нас атрибутивная информация). «Утратившая динамичность информация обретает «покой»: ей нет нужды передаваться далее, она опять «уходит в тень» материальности, её обязанность теперь – хранить качественную определенность данного объекта (память)» [129].

«Консервативный фундамент» диктует свои правила игры. Поэтому управляющая подсистема должна приспосабливаться и к влиянию внешней среды, и к влиянию внутренней оппозиции. На рис. 8.10. влияние фундамента можно отнести к стрелке Е - ненаблюдаемое возмущение.

«Консервативный фундамент» является носителем «жесткой», долговременной памяти, доставшейся от предков. Он защищён от вмешательства энергетическими барьерами. В этом фундаменте хранится даже память о сингулярном состоянии Вселенной. В живых организмах в «фундаменте» находятся структуры, более простые, чем белки.

«Фундамент» потребляет энергию из субстрата, и является как бы автотрофом. Через фундамент первородный субстрат в виде долговременной памяти влияет на развитие каждой организации.

Выводы.

1. Локальное движение материи в ограниченном объёме создает явление, называемое веществом.

2. Расширение Вселенной постоянно изменяет концентрацию энергии в субстрате. Организации (вещество) вынуждены адаптироваться к энергетическому ресурсу путём реструктуризации.

3. Наблюдаемый тренд объединения организаций в агрегаты объясняется стремлением к экономии ресурсов на фоне деградации мировых запасов энергии. Живые организации уменьшают диссипацию энергии, повышают поисковой активность ресурсов.

4. Для поддержания неравновесного, лабильного состояния живого вещества необходима регенерация всех элементов и связей, размножение, самоликвидация и постоянных поиск ресурсов. Управление совершенствует поиск ресурсов.

5. Возрастание роли оперативной информации обусловлено требованиями пункта 4.

6. Средством поддержания гомеостазиса и гомеокинеза всех организаций является накопление системной памяти. В живом системная память наследуется потомками. Исследование памяти в настоящем позволяет узнать прошлое и предсказать будущее.

7. Творчество человека неосознанно повторяет алгоритм становления естественной природы. Сознание человека «учится» у сознания Вселенной. Если мы признаем сознание ученика, то и деятельность учителя (природы) логично признать разумной.