2.6. Эволюционная динамика и эмерджентность

Изложенное выше может быть также использовано для сравнения объектов, находящихся на различных ступенях эволюционной лестницы. Например, можно сравнить обезьяну с человеком и показать, в каких параметрах произошли изменения. Можно сравнивать атом с молекулой, галактику и солнечную систему и т.п. Так как эволюция – это трансформация одного объекта в другой, то трансформируется количественный и качественный состав объекта. Иными словами изменяется количество и структура информационных пакетов, а также качество и количество связей между ними. Поэтому целесообразно сравнивать и отслеживать изменения во времени не только всего объекта в целом, но и его отдельных подсистем, компонентов, составляющих, элементов. Например, можно построить эволюционную лестницу таких частей организма, как конечности, скелет, кровеносная система, нервная система и т.п. Каждая подсистема имеет свою историю и свои стадии развития.

 

 

 

Подпись: Интенсивность параметров                       5                                                                    4*

                                                                                             1*

                        4                                                      

                                                                                             7

                                                                                             3*

                        3                                                                   6           

                                                                                             2*

                                                                                                                                                                                                                                                            

                        1                                                                   5*    

                       2

                             t                               t1                                  t2

 

 Рис. 2.6.1. Варианты эволюционных переходов различных элементов системы

 

 Эволюция системы (макроэволюция) есть результат совокупности микроэволюций подсистем. Каждая подсистема состоит из элементов, которые также способны эволюционировать, усложняться, деградировать, оставаться без изменений, совершать бифуркации  (расщепления пути). Эволюционные изменения могут быть плавными, резкими, линейными и нелинейными. На рис. 2.6.1. приводится график, иллюстрирующий сказанное

В момент t в системе присутствовало 5 существенных параметров. В течение времени они изменялись, возрастали, расщеплялись, уменьшались. В итоге,  в  момент t2 параметров стало 7. Бифуркации претерпели параметры 2 и 5. Параметр 1 вырос настолько резко, что его появление в момент t2   воспринимается как яркая новизна. Параметр 5 почти исчез. Параметр 3 остался без особых изменений.

Иллюстрацией плавного перерастания одной системы в другую, например, являются человеческие социумы (коллективы). Армия существовала почти всегда, но при этом изменялась, эволюционировала. Этот процесс есть результат постоянной смены состава (гибель, демобилизация, мобилизация, смена штатов, вооружения, техники). «Текучесть» персонала также изменяет качество человеческих коллективов. Биосфера эволюционировала как совокупность эволюций живых систем. Миллиарды лет назад биосфера состояла только из микроорганизмов, затем к простейшим добавились растения, животные, которые также постоянно трансформировались, исчезали, появлялись. Происходила гигантская комбинаторика  структур, свойств, генов.  В биосфере появилось человечество, которое очень интенсивно развивалось и резко изменяло биосферу, кроме того создало техносферу. Так как все элементы системы связаны между собой, то изменения любого из них по «цепочке» затрагивают другие. Система развивается как единое целое, но эти изменения все же квантованы на микроуровне.

В человеческой изобретательской деятельности наблюдается аналогичная комбинаторная деятельность, только творческий эволюционный процесс идет вначале виртуально, т.е. на уровне построения моделей в мозге, а затем воплощается в материальное изделие. Этот принцип отражен в требованиях к заявкам на изобретение. В заявках должен приводиться прототип, т.е. предшественник, преобразование которого и есть изобретение. Но это уже творческий процесс человека. Природа же творила многие сотни миллионов лет без участия человека, как мы сейчас видим, способом очень схожим с действиями людей.

Путь последовательного преобразования одного объекта в другой объект можно разбить на совокупность изменений отдельных подсистем. Можно, например, проследить, как эволюционировало колесо телеги, приближаясь к колесу современного автомобиля. Тягловая сила (лошадь) трансформировалась в двигатель внутреннего сгорания. Кузов кареты долго использовался в старинных автомобилях. При этом процесс шел коэволюционно. Изменение одного узла побуждало  изменение других узлов и деталей. Повышение мощности двигателя (скорости) требовало улучшения колеса (пневматическая шина, прочность). В этот процесс втягивалась и внешняя среда. Возникала потребность в хороших дорогах. Сеть дорог развивалась, наступала на биосферу, побуждая биосферу адаптироваться  к человеку. Процесс влиял на экономику, порождая новые рабочие специальности у человека. Современный автомобиль из средства передвижения постепенно превращается в искусственную среду обитания человека, часть ноосферы.

В связи с изложенным выше, целесообразно рассмотреть проблему эмерджентности. Эмерджентность – это новое свойство (информация), появившееся в результате объединения элементов в систему. Предполагается, что элементы до объединения не обладали подобным свойством. Например, объединение атомов в молекулу приводит к появлению совершенно новых свойств. Объединение кварков в нуклоны, нуклонов в атомное ядро - все это резкие скачки в новое качество. Но объединение людей в разные группы уже не приводит к  таким резким скачкам в качестве. Группа всегда работает лучше одного человека, но способностью работать обладает и один человек.

Что определяет новое качество? Количество и характер связей между элементами. Можно получить новое качество, не вводя в систему новых элементов, но организуя новые связи. Например, всем известно, что пары воды переходят в жидкость при понижении температуры, но не все знают, что в этом случае возрастает количество межмолекулярных связей. Количество молекул в  изолированной системе остается тем же, но качество (свойства) резко изменяется.

Если в системе имеется лишь небольшое количество элементов, то добавление еще одного может резко изменить свойство системы. Это хорошо иллюстрируется свойствами ряда парафинов общей формулы Cn H2n+2 , где n =  1,2,3… (метан, этан, пропан, бутан и т.д.). В начале ряда добавление каждой новой группы – CH2– резко меняет свойства, но после С15 эти изменения становятся несущественными [207]. Изменение качества (даже ничтожное) будет наблюдаться всегда при перестройке системы, но то, что мы называем эмерджентностью, происходит не всегда. Эмерджентность нечто яркое, заметное. По нашему мнению, эмерджентные свойства возникают не на пустом месте. Всегда есть предтеча, предшественник этого свойства. Этот предшественник может быть исчезающе малым, но потом его значимость в новой комбинации элементов может вырасти. Например, параметр 1 на рис.2.6.1. Появление эмерджентности является результатом синергизма элементов (усиление свойств). По сути дела, это известный диалектический закон перехода количества в качество. Но переходы могут быть резкие (эмерджентные) или не резкие. Оценка характера перехода – дело субъективное, так как нет количественных критериев. Согласно «диамату» постепенное накопление некоторого количества (у нас информации) завершается качественным скачком . Такое наблюдение справедливо только для сложных систем. Замена одного рабочего на большом заводе может остаться не замеченным, но все – таки изменения будут иметь место. Но когда прибавляют всего один атом углерода, например, к метану, то резкое увеличение количества углерода приведет одновременно к резкому изменению качества.

Сказанное можно дополнительно проиллюстрировать известным различием свойств между химическими изомерами, где количество элементов одинаково, но связи организованы иначе [239]. Можно еще добавить к сказанному, что эмерджентность является порождением нелинейности систем. На рис.2.7.1. параметр 1 изменяется во времени не линейно. В момент t2 он проявляется с такой силой, что воспринимается как «чудо» (эмерджентность), но корни этого свойства все же были и в моменте  t1 (но их могли игнорировать из-за малозаметности). Все сказанное обосновывает справедливость принципа «Зри в корень». Из ничего  нечто образоваться не может. Всегда есть предпосылки, их надо искать, прослеживая генезис тех или иных структур.

С этих позиций очень многое в поведении человека можно объяснить биологическими предпосылками животного происхождения. «Корни» человеческого разума уходят в глубь биосферы. Инстинкты – это предпосылки разумного поведения и т.д.

Все изложенное доказывает, что ноосфера есть не данность и не будущее, а текущий процесс, который корнями уходит на элементарный уровень материи. Однако увидеть эти корни бывает очень трудно. Изучая только листья дерева, невозможно представить связь их жизнедеятельности с корнями, которые внешне никак не похожи на листья. И только клеточное строение, скрытое от глаз наблюдателя, открывает картину единства всего дерева.

Кроме выше изложенного, эмерджентность может быть следствием непредсказуемой бифуркации в эволюции какой-либо подсистемы, например, бифуркации параметров 2 и 5 на рис.2.3.1. В этом случае новое свойство может появиться как бы ниоткуда.

Третьей причиной появления новой информации (эмерджентности) является рекомбинация связей между элементами.

Выводы.

·        Изменение в макросистеме есть следствие совокупного изменения ее подсистем и элементов, но не является их простой суммой.

·        Эмерджентность есть следствие проявления, как минимум, трех факторов:

o       резкого нелинейного усиления ранее малозаметного свойства;

o       следствием непредсказуемой бифуркации какой-либо подсистемы;

o       следствием рекомбинации связей  между элементами.

·        Целесообразно в любом явлении отслеживать генеалогические корни.

 


Следующий раздел



 



Хостинг от uCoz