3.7. Управление и самоорганизация

Как мы рассматривали выше, управление подразумевает наличие  подсистемы, координирующей действия и направляющей систему на достижение некой цели. Кроме того, должны быть коммуникации, по которым циркулирует информация в прямых и обратных направлениях, т.е. должна  существовать связь между элементами. Целью сложных систем являются достижение гомеостаза, развитие, адаптация, самоорганизация.

    Однако в природе существуют системы тесно связанных элементов, стабильно существующих, саморазвивающихся, адаптирующихся, но при этом в них очень трудно вычленить управляющую (доминантную) подсистему. Такие системы – колонии бактерий  [195], биоценозы и, наконец, вся биосфера. К этому же классу систем можно отнести такой ценоз, как человечество в целом. В колонии бактерий мы не умеем видеть лидера, доминанта (если он есть). Какой вид организмов главный, например, в кедровом или дубовом лесу? Какой вид дирижирует в этой симфонии жизни? Или это живая импровизация, как в старом джазе, где все солируют по очереди, совместно, но при этом очень гармонично. Как создается эта гармония, если нет дирижера?

      

             Таблица 3.7.1. Сравнение разных типов живых систем.

 

Колонии, стаи, популяции	Организм
1.Элементы колонии однообразны, слабо        слабо связаны.	Элементы организма, разнообразны, прочно связаны.
2. Связи лабильные, информационные.	Связи прочные, тесные, материальные.
3. Формы нет,  границы размыты.	Граница определяется четко.
4. Онтогенез отсутствует.	Рождение, развитие, смерть (онтогенез).
5. То же,  что и в организме.	Все элементы имеют свое автономное  управление (клетки, органы).
6. То же, что и в организме	Системы управляемых элементов.
7.Самоорганизация. Иерархии может не быть	Иерархия управляющих подсистем.
8.Эволюционирует,  усложняется	Эволюционирует,  усложняется.
9. Стремление к экспансии.	Экспансии нет (на уровне индивидуума).
10. Претенденты на свою территорию	Претензий нет
11. Конкуренция.	Конкуренции нет
12. Лидер (если есть), то заменяемый.	Центр управления не сменяется в  онтогенезе.
13. То же (зрение, слух, поля,  запахи).	Каналы связи многократно дублированы (нервные, гуморальные).

 

Попытаемся сравнить два типа адаптивных систем: организм и колонию организмов. Организм всегда имеет центр управления. Колонии могут иметь лидера (стаи волков, антилоп, копытных) или обходиться без него (птичьи базары, стаи рыб, колонии бактерий, биоценозы). К этим данным можно добавить и такие колонии, как человеческие сообщества разного назначения Сравним организации этих различных систем (Таблица 3.7.1).

Следует назвать также организации, занимающие промежуточное положение между организациями, описанными в таблице. Это «сверхорганизмы» - пчелы, термиты. Связи в этих колониях лабильные, но элементы узко специализированы. Муравьи рождаются рабочими, воинами, разведчиками, трутнями, матками и т.д., но в муравейнике есть гегемон (доминант) – муравьиная матка. Весь муравейник ее охраняет как святыню. Пчелы также суперорганизм, который, кроме того, может  размножаться. Из улья вылетает отпочковавшийся рой вместе со своей «царицей». Из одного улья стало два. Происходит деление, как клетки.

Так каков же механизм управления, сохранения гомеостаза, саморазвития, если нет управляющего центра? Объяснение видится в следующем. Управление все же есть. Точнее имеется много управляющих, последовательно сменяющих друг друга. Это флюктуирующее, стохастическое управление, поэтому его трудно отследить. Все как в джазе, каждый солирует по очереди и все согласуют свои действия с ним.

Рынок в экономике функционирует аналогичным образом. Поток автомобилей на дороге, следуя очень простым правилам, также самоорганизуется. Цель всех участников движения - доехать без аварии, поэтому маневр каждого вызывает ответные маневры партнеров по движению. Каждый становится калифом на час. Непрерывно возникают и распадаются контуры управления. Каждый может быть лидером и тут же сателлитом. Удивительный динамический, детерминированный хаос. Хаос с точки зрения человека, не способного отследить все пути целенаправленного процесса.

Есть другая форма самоорганизации среди растений – сукцессия [222]. Это проявление онтогенеза в биоценозе. Например, на песке вначале появляется трава. Траву заменяют кустарники, за кустарником следуют деревья определенных пород и все заканчивается дубравой или кедровником. Здесь лидер (доминант) ведет цепь событий, подготавливая условия для развития новой формы жизни.  Лидеры сменяют друг друга. Вместо хаоса – эстафета преемственности. Нечто аналогичное можно увидеть и в онтогенезе организма. Развитие эмбриона это своеобразная «сукцессия» клеток. В начале закладываются нервные клетки (мозг), которые ведут за собой процесс развития организма.

Человеческая история это также смена лидирующих цивилизаций,  ведущих за собой человеческую культуру [248]. Похоже, что и эволюция биоценозов происходит по такой же схеме. Цефализация биосферы – это перманентная смена лидеров (животных), каждый раз все более «разумных». На фоне сукцессионного управления, происходящего медленно, осуществляется непрерывный поиск вариантов новых организаций посредством «быстрого» хаоса. В стохастических сообществах иногда на некоторое время могут появляться управляющие подсистемы. Например, птицы во время перелетов стаями приобретают вожаков (лидеров) и подчиняются их влиянию. Но на птичьих базарах управление становится не нужным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            Самоорганизация                  Управление + самоорганизация                   

 

                           Рис. 3.7.2. Управление и самоорганизация в природе

 

На рис.3.7.2 приводится схема эволюции живых систем с акцентом на наличие или отсутствие в них систем управления. Схема не претендует на исчерпывающую полноту, так как в доступной авторам литературе по поведению разных живых сообществ отсутствует информация о наличии в них лидеров. Например, имеют ли стаи рыб «вождей», как птицы? Были ли среди вымерших рептилий («динозавров») управляемые сообщества (стаи)?  Можно только предполагать, что такие задатки у сложных рептилий уже могли появляться, так как их эволюционные последователи  птицы и млекопитающие   в большинстве стай имеют вожака (лидера). Во время миграции даже древние ракообразные (омары) также движутся упорядоченной колонной с лидером во главе. Очень разнообразен класс насекомых, среди которых есть явно организованные управлением колонии (пчелы, муравьи, термиты).

На уровне самоорганизации остались грибы, растения, мягкотелые (моллюски), рыбы, земноводные, некоторые рептилии. Все очень сложные и очень разнообразные сообщества (биоценозы, человечество, биосфера) также обходятся без постоянного лидера, но,  может быть, мы не умеем их различать

 Эволюция неживого завершилась появлением живой управляемой клетки. Дальнейшая эволюция живого через многие пробы и ошибки «пробила» канал эволюции управляемых систем, которые развивались  ускоренно и обогнали все другие ветви.

Всякая организованность в начале появляется как хаотическая система. По мере «взросления» такой системы она дифференцируется и в ней проявляется управляющая (доминантная) подсистема. Так, по мнению Реймерса, в биоценозах и в биосфере доминируют животные, которые разнообразнее всех и сложнее устроены [222]. На современном этапе развития биосферы доминантом стал человек, который ставит перед собой задачу управления биосферой, пытаясь осуществлять с ней коэволюцию.

По сравнению с методом случайного перебора вариантов дальнейшего развития, управление – это всегда ограничение разнообразия, более целенаправленное движение, ускорение процессов. Но из этого не следует, что ускорение всегда направлено по верному пути: можно ускорять движение и к пропасти. Если  же найти способ отбора предпочтительных вариантов движения, то это даст экономию времени и средств. Но если принцип отбора найден неверный, то это также ускорит путь к гибели, разрушению. Будем надеяться, что путь разума, активного преобразования окружающей среды, приведший к появлению человека, окажется правильным.

Ранее мы вывели закон развития живых систем: интеграция и специализация подсистем. Специализация приводит к появлению управляющего центра, который сокращает разнообразие поведения живой системы, направляет ее движение в «коридор» эволюции. Естественно, что выбор коридора зависит от предыстории, от генезиса управляющего центра (доминанта). Каждый предпочитает развивать те задатки, которые уже имеются. Доминант организует систему прежде всего для обеспечения собственного гомеостаза, но поскольку собственный гомеостаз прямо зависит от гомеостаза системы обеспечения, то управляющий центр должен «заботиться» и о здоровье всего организма. Происходит коэволюция различных подсистем организма, стаи, ценоза. Задатки и выбор коридора развития определяются случайно, поэтому мы видим огромное разнообразие видов живых существ: рогатых, копытных, сумчатых, теплокровных и т.п.

Не всякий коридор развития оказывается оптимальным в быстро изменяющейся окружающей среде. Выход из тупикового коридора методом управления осуществляться не может, т.к. в системе управления нет заготовок для принятия соответствующего решения. Решения должны поступать из внешней среды, как опыт биосферы, чаще всего случайным образом. Человек получает информацию для принятия решения из среды обитания путем своего человеческого разума. Разум человека «быстрый», более адаптивный к быстро изменяющимся условиям среды, является следствием эволюции в «коридоре разума» (цефализация). Низшие организмы получают свежую информацию посредством дрейфа генов в биосфере, реализуемого вирусами или другими мутагенными причинами. Однако этот способ перехода в другой коридор сопровождается почти поголовным вымиранием прежнего вида от болезней (мутагенный процесс) и развитием нового вида из оставшихся мутантов. Кювье назвал это явление мировыми катастрофами. Сафронов В.Н. [232] предлагает свое объяснение этих процессов.

Простейшие (вирусы, бактерии), атакуя ослабленные организмы, освобождают экологические ниши (вымирание многоклеточных организмов), но одновременно распространяют новый генетический материал (в нашем понимании программы управления). Появившийся в ходе мутаций новый вид организмов, получивший  способы адаптации к новой среде обитания, начинает занимать освободившиеся экологические ниши и экспансивно развиваться пока не вступит в противоречия со средой обитания. Далее цикл может повториться. Развитие одноклеточных организмов и многоклеточных находится в тесной взаимосвязи. Процесс эволюции по бинарной лестнице (см. рис.4.7.3.Б) хорошо вписывается в гипотезу изложенную выше, если представить одну сторону лестницы, как модель эволюции простейших, а другую сторону, как модель эволюции многоклеточных организмов. Подобный колебательный процесс известен в соотношениях численностей популяций хищник – жертва [222]. Итак, определяется  линия эволюции систем управления: клетка – организм – насекомые - животные – птицы – приматы – люди.

Выводы

1.     В любой управляемой или самоуправляемой системе есть центр управления – вождь, лидер, доминант.

2.     Самоорганизующиеся системы, которые еще не приобрели постоянно действующий центр управления, являются «молодыми». В них идет смена (эстафета) лидеров в борьбе за постоянное лидерство.

3.     Более «зрелые» системы приобретают в ходе специализации подсистем постоянные управляющие центры.

4.   Самоорганизующиеся системы (ценозы, социумы, биосфера) более разнообразны, чем управляемые.

5.     Управление ограничивает разнообразие, чем ускоряет эволюцию в рамках своего «коридора».

6.   Наблюдается тенденция перехода в ходе эволюции от самоорганизации к управлению.

 

Следующий раздел