Реферат: Эволюция с позиций синергетики и общей теории систем

--PAGE_BREAK--
Но любые системы являются открытыми (диссипативными), нет полностью закрытых систем, потому что они реагируют с другими системами, разрушаются и в них всегда есть прирост энтропии в той или иной степени. Тем не менее не все системы при встрече образуют новые системы. Процесс отрицательной энтропии – это процесс разрушения за счет потери системой своих СФЕ, которые расходуются на взаимодействие с другими системами. Если система полностью закрыта, она никак не будет реагировать с другими системами нашего Мира, никак себя не проявит и поэтому она для нас не будет существовать. Хотя не все системы реагируют между собой, а лишь только те, которые удовлетворяют условиям гомореактивности входов и выходов этих систем (см. ниже по тексту), но всегда можно найти промежуточные системы, которые будут реагировать с тем системами, которые не могут прямо реагировать между собой. Система всегда реагирует только на внешнее воздействие и без него она бездействует (не функционирует). Внешним воздействием для нее являются результаты действия других систем, а взаимодействие систем – это образование между ними своеобразных связей через их результаты действия, на что всегда затрачивается энергия. При образовании новых связей между системами могут образоваться новые системы с новыми свойствами и новыми целями, в которых данные системы уже выступают в роли элементов новых систем [4]. Так как на образование связей расходуется энергия, поэтому взаимодействие систем возможно только лишь при избытке энергии, внутренней или внешней, поэтому и образование новых систем (процесс положительной энтропии) возможно лишь при «потоке» энергии.

И любые системы являются нелинейными, потому что они всегда дают одиночный результат действия, если было одиночное внешнее воздействие (рис. 7В). Величина этого результата действия может быть различной, от нулевой (рис. 7А) до максимальной (рис. 7С), но этот результат действия всегда будет только в ответ на внешнее воздействие и его величина всегда будет в определенной пропорции с величиной этого внешнего воздействия. Причем, величина результата действия в ответ на изменение внешнего воздействия будет менятся не плавно, а скачками (квантами), в зависимости от числа включающихся в функцию СФЕ, вырабатывающих кванты результатов действия, потому что каждая СФЕ функционирует по закону «все или ничего» [4]. Если на систему будет оказана серия одиночных внешних воздействий, система выдаст серию одиночных результатов действий, каждое из которых будет пропорционально силе внешнего воздействия. Будет ли это одиночный квант результата действия или же их пакет, но это всегда одиночный пакет независимых квантов действия, которые мы не всегда можем выделить и отдельно измерить.

Поскольку внешним воздействием для любой системы являются результаты действий других систем, а результаты действия всегда квантованы, то и системы реагируют не на любую произвольную величину внешнего воздействия, а на их кванты. Следовательно, и реакция систем на внешние воздействия и их результаты действия всегда квантованы (дискретны). Если система состоит из множества «мелких» СФЕ, то отдельные кванты результатов действия заметить практически невозможно и может создаться впечатление о плавности наращивания функций системы. Невозможно заметить скачок электрического тока в цепи, если в него добавляется один электрон. Но тем не менее прирост электрического тока является дискретным (квантованным), потому что осуществляется за счет попадания в ток дискретных частиц (электронов или «дырок»).

Другими словами любые системы являются генераторами одиночного результата действия (в электронике – генераторами одиночного импульса), содержащего один (рис. 7В) или много (пакет) квантов (скачков) результата действия (рис. 7С), в зависимости от величины внешнего воздействия и числа сработавших СФЕ.

Если же внешнее воздействие является продолжительным и непрерывным, то одиночные результаты действия системы (одиночные пакеты квантов) сливаются в один продолжительный и непрерывный и внешне это выглядит как будто системы являются генераторами постоянного результата действия, хотя на самом деле непрерывный постоянный и продолжительный результат действия системы состоит из относительно коротких одиночных результатов действия, каждый из которых может состоять из множества квантов действия (рис. 7D).

Следовательно, мы не всегда «видим» нелинейность систем и линейность в ряде случаев возникает только лишь потому, что мы не всегда различаем отдельные кванты.

Кроме того, любой одиночный результат действия любой системы является независимым от системы его породившей и существующим самостоятельно после того, как он был произведен (рис. 8А). Поэтому он может быть внешним воздействием как для любой другой системы, так и для той же самой системы, которая его породила, если он попадет на ее вход, при условии гомореактивности входа-выхода данной системы (рис. 8В). А так как у любой системы есть микроциклы ее действий [4], то между моментами его рождения и началом его воздействия на вход породившей его системы проходит определенное время, в течение которого система не может реагировать ни на какое внешнее воздействие (фазы относительной и абсолютной рефрактерности) и, следовательно, порождать очередной результат действия. Поэтому между появлениями очередных результатов действия системы появляются промежутки времени и поэтому системы, у которых их результат действия попадает на их же вход и поэтому является внешним воздействием для них же, являются генераторами переменного (прерывистого) результата действия.

Если выстроить системы в последовательный ряд и результат действия последней в ряду системы подать в качестве внешнего воздействия на вход первой системы, то такой ряд также будет своеобразной сверхсистемой (составной системой) – генератором переменного результата действия (рис. 9).

Генераторы постоянного и переменного результатов действия, собственно говоря, являются генераторами одиночного результата действия и их различие заключается только в том, что является для них внешним воздействием и каким образом эти внешние воздействия подаются на их вход. Если на вход системы подается непрерывная серия одиночных импульсов (рис. 7D), исходящих от других систем, данная система генерирует непрерывную серию своих результатов действия (генератор постоянного результата действия). Если на ее вход подаются ее же собственные результаты действия (рис. 8 и 9), то она генерирует прерывистую серию собственных результатов действия (генератор переменного результата действия). Но по своей сути любые системы являются генераторами одиночного результата действия.

Сердечно-сосудистая система также является генератором переменного результата действия. Причем генератором является не только пейсмекерная система коронарного синуса (нормальный синусовый водитель ритма), но и вся сердечно-сосудистая система в целом, потому что результатом действия левого желудочка является его ударный выброс, который войдя в артериальное русло затем, проходя через венозный возврат, правый желудочек и легочное кровообращение, возвращается обратно в левый желудочек. Если сердечно-сосудистая система нормальная, то подобная генераторная функция полностью гасится и кривая сердечного выброса, интегрированная за время превышающее время одиночного сердечного сокращения, будет выглядеть в виде ровной горизонтальной кривой, соответствующей метаболическим потребностям организма. Но при сердечной недостаточности, когда резервов СК не хватает, возникает патологическое так называемое «периодическое» кровобращение, в основе которого, по всей вероятности, лежит периодическое ослабление и усиление сократительной функции миокарда (периодическое уменьшение и увеличение ударного выброса левого желудочка – stroke volume на рис. 10), которое сказывается и на вентиляции легких (периодическое дыхание по типу Чейн-Стокса), и на поглощении кислорода, и на многих других параметрах дыхания и кровообращения (рис. 10).

Такая периодичность функций системы обмена метаболических газов больного организма объясняется только генерацией переменного результата действия, потому что результат действия любых систем, после того, как он появился, является независимым от системы его породившей и уже сам может быть внешним воздействием для данной же системы.

Конечная функция системы обмена метаболических газов организма (VO2) периодически менятся от максимума до минимума, потому что также меняются параметры кровообращения (первичный фактор) и дыхания (вторичный фактор), хотя частота сердечных сокращений (Heart Rate) практически не меняется, что указывает на сохранность пейсмекерной генераторной функции синусового узла.

Следовательно, любые системы все без исключения являются генераторами одиночного импульса, но в зависимости от длительности и источника внешнего воздействия могут быть генераторами постоянного или переменного результата действия. Все зависит от наличия связи между выходом и входом системы. Если система представляет из себя «кольцо», когда ее результат действия попадает на ее же вход, система становится генератором переменного действия. Если построить «кольцо» из множества систем с гомореактивными (см. в последующих главах) парами «выход-вход», то все равно получится генератор переменного результата действия. Странный аттрактор и диссипативные структуры Пригожина [11] как раз и являются такими более сложными системами, построенными из «колец», состоящих из множества более простых гомореактивных систем.

Отсюда вывод, что любую систему можно превратить в генератор переменного результата действия. Для этого нужно лишь соединить ее выход с ее же входом. Примерами генераторов переменного результата действия являются генераторы переменного тока в электронике, маятниковые механизмы в механике, системы, в которых возникают флатерные или кавитационные процессы в аэродинамике или гидравлике, некоторые химические реакции, протекающие по типу брюселяторов, и т.д.

Периодичность некоторых химических реакций и некоторых других систем, описываемых брюсселятором [8], объясняется не нелинейностью диссипативных структур, а выше описанным механизмом генерации переменного результата действия, когда результат действия любых систем сам может быть внешним воздействием для данной же системы. Математическая модель, описывающая поведение брюсселятора, полностью подходит для описания поведения таких генераторов. Поэтому выше указанные периодические реакции и прочие диссипативные системы являются всего лишь системами, генерирующими переменный результат действия.

И нет неравновесных систем. Абсолютно любая система будет покоиться (бездействовать, быть равновесной) до тех пор, пока нет внешнего воздействия (рис. 7А), и только после оказания на нее какого-либо специфичного действия она начнет реагировать (функционировать, действовать), т.е., вырабатывать свой результат действия (рис. 7В-С). Систему, которая начинает свой цикл действий для достижения поставленной перед ней цели и в процессе выполнения этих действий, пока она «вырабатывает» свой результат действия, можно назвать неравновесной, потому что она не покоится, а действует в ответ на внешнее воздействие. Но если она уже сделала свой результат действия в ответ на какое-либо внешнее воздействие и закончила все связанные с этим действия, и если нет последующего внешнего воздействия, то она снова будет покоиться (быть равновесной) до тех пор, пока оно не появится снова. А если снова появится внешнее воздействие, то любая система опять становится неравновесной, потому что начнет действовать, при условии, что внешнее воздействие по силе выше порогового, специфично (гомореактивно, см. ниже по тексту) для данной системы и у нее все исправно, т.е., у нее есть резервы ее исполнительных элементов (СФЕ) и у нее есть запас внутренней энергии, запасенной заранее или привнесенной внешним воздействием. Если внешнее воздействие ниже порогового, не специфично для данной системы, или она находится в рефрактерной фазе [4], то она не будет на него реагировать и такую систему условно можно назвать равновесной, потому что она не реагирует (не действует) на действия против нее. Но если принимать во внимание специфичность (гомореактивность) внешних воздействий, то любые системы будут неравновесными в моменты их реакции на внешние воздействия, и равновесными в моменты ожидания этих внешних воздействий. Только генераторы переменного результата действия, казалось бы, могут действовать без внешнего воздействия. Но они реагируют на собственный результат действия и всегда вначале должен быть какой-либо пусковой толчок (внешнее воздействие), хотя бы и в виде флюктуации (рис. 7А).

Но нет и флюктуаций внешних воздействий и результатов действия, а есть просто внешние воздействия и результаты действия, большие или малые, но всегда квантованные [4]. Флюктуации существуют только для нас, потому что мы не всегда можем различать отдельные кванты таких воздействий, но это уже, так сказать, «наши проблемы», не связанные с реальной мировой ситуаций, а возникающие вследствие наших ограниченных возможностей. На самом деле в Мире вокруг систем «плавают» только неделимые кванты или их пакеты («пачки») результатов действий и нет никаких флюктуаций. Вообще говоря понятие флюктуаций было введено в синергетику только лишь для того, чтобы обосновать понятие случайности. Но по закону сохранения для случайности нет места в нашем Мире.

Другими словами нелинейность систем, их неравновесность и флюктуации – это все наши заблуждения, обусловленные несовершенством наших методов измерений и наших понятий. Наш Мир дискретен и наполнен только системами и результатами их действий (квантами или пакетами квантов). Системы же собраны из дискретных квантованных элементов, действующих только в ответ на внешние воздействия, которые, в свою очередь, сами являются квантами результатов действия других или этих же систем. Системы реагируют между собой только через свои результаты действия. Любые системы являются генераторами одиночного результата действия, т.е., на каждое однократное внешнее воздействие, которое представляет собой один или несколько квантов (пакет квантов) результата действия какой-либо системы, данная система всегда однократно выдает один или несколько квантов (пакет квантов) собственного результата действия, а непрерывность работы систем для нас только кажущаяся, потому что наше восприятие Мира очень инерционно и наши приборы не всегда могут различать отдельные кванты результатов действия систем.

Но если система в ответ на однократное внешее воздействие выдает только однократный результат действия, а в промежутках между очередными внешними воздействиями совершенно бездействует, то о каких же нелинейностях, неравновесностях или флюктуациях может идти речь?

Говорить о необратимости энтропийных процессов также нет смысла. Если мы соединим трубкой два сосуда, один из которых заполнен, например, водородом, а другой, например, азотом, то спустя достаточное количество времени в обоих сосудах из-зи отрицательной энтропии будет одинаковая концентрация водорода и азота, которые диффундируя проникнут один в другой. Трудно представить себе, каким образом можно «вылавливать» отдельные атомы водорода и «загонять» их обратно в свой сосуд, чтобы разделить оба газа, что естественно пугает. Задача из разряда золушкиных и кажется невозможной и потому необратимой. Но если мы просто начнем подогревать один сосуд и остужать другой, то сами атомы водорода и азота начнут разделяться и разбегаться друг от друга. Таким же образом обогащают уран. Значит все же и энтропию можно повернуть вспять, только нужно знать, как это сделать. И в своей практике человек успешно этим занимается.

В Мире нет абсолютного хаоса, а есть относительный хаос в наших знаниях, и в нем существует строгий природный порядок, основой которого является закон сохранения. А логической основой закона сохранения является связка слов «если..., то...». По мере познания Мира хаос наших знаний исчезает. В понятие абсолютного хаоса вложено понятие абсолютного беззакония: ничто ни от чего не зависит, во всем полная анархия и невозможно сделать прогноз. Но нам неизвестны такие уголки в природе, где бы строго не соблюдались законы существования систем нашего Мира, везде соблюдается строгий природный порядок. Везде и всегда строго выполняются все законы термодинамики и в основе любых законов нашего Мира лежит его основной закон – закон сохранения. Именно этот закон не допускает никаких случайностей. Если допустить мысль, что существует случайность, то мы должны в той же мере допустить мысль, что существуют чудеса и однозначная логическая связка «если..., то...» становится многозначной – «если..., то..., но может быть иначе»! Где же логика? Или Мир не логичен?

Случайность является относительной и возникает только вследствие наших ограниченных возможностей в познании Мира. Не случайно никому еще не удалось построить настоящий генератор случайных чисел (прошу прощения за тафтологию). Все созданные до сих пор генераторы случайных чисел по существу являются генераторами псевдослучайных чисел, потому что всегда, после многих случайных чисел генератор начинает «повторяться», выдавать ряды чисел, которые уже были.

У нас нет подходящих инструментов, чтобы «разрезать» элементарные частицы, другими словами, мы не можем «резать бумагу ножницами сделанными из этой же бумаги», потому и получаются странности квантовой механики. Если мы не можем одновременно измерить скорость и место частицы в атоме, это «наши проблемы», но не проблемы природы, которая «знает все». Из-за наших ограниченных познавательных возможностей лапласовский детерминизм для нас является чисто теоретическим и умозрительным понятием, но не практическим. Когда мы чего-то не можем измерить, мы обращаемся к статистике и вероятностям, потому что у нас нет других достаточно тонких методов измерений. Их может быть не будет никогда и мы всегда будем вынуждены пользоваться вероятностями, но это не значит, что мы должны заблуждаться и верить в нарушение закона сохранения. И исчезающе малые «флюктуации», которые незаметны сейчас, но приводят к заметным и существенным изменениям в отдаленном будущем, также не должны вводить нас в заблуждение, потому что они исчезающе малые только для наших ограниченных методов измерений, а на самом деле являются обычными, хотя и малыми внешними воздействиями, настолько малыми, что мы не можем их измерить. После достаточно длительных промежутков времени происходит суммация этих «исчезающе малых флюктуаций», они превращается в значимые и существенные и мы уже сможем их измерить. Следовательно, если мы не можем чего-то измерить, это не значит, что этого не существует.

Существование абсолютной случайности предполагает нарушение закона сохранения, а это чревато взрывом во всех областях нашего научного знания, что недопустимо. Нет хаоса, а есть определенный и очень строгий природный порядок, который система преобразует в тот, который ей больше подходит, организуя себя и свое окружение. Поэтому нет самоорганизации материи из хаоса, а есть преобразование одного порядка (природного окружения) в другой (собственно системный) и это преобразование может быть или навязанной организацией или самоорганизацией.

Таким образом, причиной образования более сложных новых систем из более простых является не элементарная «проментальность» или что-то подобное, а наличие свободной энергии для образования связей между простыми системами и способность взаимодействия между простыми системами. А эта способность основана на определенных условиях возникновения таких связей, типа гомореактивности (см. ниже) и пр., которые «вложены» в системы при их создании извне, потому что заданы системам целью-заданием. Другими словами, в системы изначально, в момент их «рождения», вложены уставки (цель-задание) – определенные способности для определенного взаимодействия между собой (возможности действовать строго определенным образом). Атом может образоваться только из набора электронов с протонами, но не из набора протонов с фотонами или даже просто протонов, потому что протоны и электроны созданы такими. И это касается в первую очередь систем минерального мира, потому что в нем нет самоорганизации, а есть принудительная организация, навязанная кем-то или чем-то извне, например, природой или Всевышним (?). В мирах растений, животных и человека организация материи построена иначе, чем в минеральном мире, и это будет рассмотрено ниже.

Поэтому синергетика в том виде, в котором она существует сегодня, полна неточностей, недоработок и противоречий и не может быть отдельной наукой, претендующей на объяснение эволюции Мира, а может быть всего лишь небольшой частью общей теории систем (ОТС), но при условии коренного пересмотра своих основных понятий и положений. Современная синергетика не может ответить на вопросы о механизмах и движущей силе организации материи и вопросы о происхождении эволюции и положительной энтропии остаются открытым. Тем не менее все же попробуем найти ответы на эти вопросы, но прежде всего отметим, что для того, чтобы группа элементов могла целенаправленно взаимодействовать, необходимо выполнение ряда условий.

Во-первых, для того, чтобы возникла система, производящая определенные результаты действия необходимо наличие кого-то или чего-то «заинтересованного» в новом качестве результата действия, кто (или что) определит заданное условие (поставит цель-задание), построит блок управления и задаст ему уставку, потому что любая система имеет цель и эта цель ставится перед ней извне. Цель определяет суть системы, а не наоборот, потому что цель является системообразующим фактором.

Этим «заинтересованным» может быть, например, человек, который строит что-то и ему нужны системы с заданными свойствами. Он может построить тот же гвоздь, или космический корабль для определённых целей.

«Заинтересованным» может быть также случай в паре с естественным отбором, когда путём большого количества случайного перебора могут возникнуть соответствующие комбинации элементов и их взаимодействий, наиболее устойчивые в данных условиях внешней среды. Таким образом, внешняя среда ставит условия, а случай строит системы под эти условия. Здесь мы не рассматриваем условия, в которых осуществляется генерация или дегенерация, и которые связаны с избыточностью или недостатком энергии (с положительной или отрицательной энтропией). Мы также пока не рассматриваем причин случайности. Мы рассматриваем только необходимость и целесообразность создания систем (принцип задания цели извне).

Чем больше сложность системы, тем больше вариантов перебора должно быть, тем больше времени на это требуется, по закону больших чисел. Не зря биологическая эволюция длится многие миллиарды лет.

Но в любом случае любые системы строятся под какие-то определённые цели. Цель – это и есть «заинтересованность». Опять подчеркнем, что пока мы не рассматриваем теософские и прочие причины «заинтересованности» и оставим этот вопрос открытым. Отметим лишь, что в понятии цели есть дуализм: цель как задание и цель как стремление. Цель-задание задаётся любым системам извне, будь то случай, человек, естественный отбор, иной мир или что-либо другое. А система стремится выполнить заданную ей цель, потому что у нее есть цель-стремление. При этом добавим, что в данном случае речь идет о генеральной цели-задания, которую система стремится выполнить (цель-стремление) и которую система делит на подцели (иерархия целей, см. в [4]) и распределяет эти подцели между своими подсистемами в виде целей-заданий, но уже для этих подсистем. Т.е., у любых систем, включая человека, нет свободы воли для выбора своей генеральной цели-задания, потому что она задается извне, но, вероятно, есть свобода воли выбирать подцели (пути или способы) для достижения генеральной цели. Наш выбор, например, пойти в университет, а не начинать грабить в подворотнях, диктуется нам нашим воспитанием, полученным от общества (родителей, улицы и т.д.), т.е., извне. Как бы печально это ни звучало для нас, но, возможно, даже и этой свободы выбора у нас нет и все наши действия уже предопределены целевой направленностью Мира и логикой нашего строения и функционирования (лапласовский детерминизм). Никто не сунет руку в огонь просто потому, что ему так хочется. И если найдется кто-то, кто «назло кондуктору» совершит это нелогичный поступок, спустя некоторое время боль заставит его прекратить это.

Те бифуркации поведения систем, которые часто разбираются в соответствующей литературе, объясняются не случаем, а либо исчезающе малым внешним воздействием, незаметным для нашего восприятия, но заметным для срабатывания системы, либо несовершенством блока управления системы, который не может правильно определить и оценить внешнюю ситуацию, потому что в его «базе знаний» нет ее описания, или он не может принять верного решения, потому что его нет в его «базе решений». Если бы Буриданов осел ждал бы исчезающе малой флюктуации, чтобы выбрать стог сена, он наверняка помер бы с голоду. Биологические системы тем и отличаются от систем минерального мира, что у них другая система симметрии. Почему-то биологическая органическая химия однозначно «предпочла» левое вращение поляризации молекул, исключив тем самым бифуркации на этом уровне без всяких на то «видимых» оснований. В чем же тогда заключается свобода нашей воли, если она вообще есть? В оценке происходящего вокруг нас и в нашем отношении к этому? Вопрос вопросов, на который пока нет ответа.

Здесь мы не можем обойти вниманием следующее очень существенное для биологических систем следствие. Выживаемость является одной из основных целей любого живого организма. А поскольку цель задаётся извне, то и выживаемость является чем-то, задаваемым нам извне, а не является чем-то, что исходит из наших внутренних побуждений. Другими словами, хотя цель выжить и является нашим внутренним побуждением, но кто-то или что-то извне когда-то в нас это внедрил. А до внедрения это не было «нашим». Как будто бы то, что создало нас знает, что Мир настолько жесток и жизнь настолько тяжела, что если бы системам было бы дано право самим решать, хотят они жить или нет, то, вероятно, многие бы из систем предпочли бы не жить. А так хочешь-не-хочешь, но постоянно должен «сдавать экзамен» на выживаемость и, тем самым, развиваться эволюционируя. Картинки из жизни в африканской саване очень наглядно демонстрируют это.

Во-вторых, для того, чтобы в принципе была возможность построения систем с любым блоком управления, даже простейшим, необходимо наличие таких элементов, качества результатов действия которых принципиально давали бы эту возможность. Это вытекает из закона сохранения и закона причинно-следственных ограничений [4] – ничто само собой не происходит и на все есть причина. Если должно совершиться какое-либо действие, то совершить его должен какой-либо объект (система), который имеет эту способность совершать данное действие. Улыбки без кота (или другого носителя) не бывает.

Эти элементы должны иметь входы для внешнего воздействия (обязательно), входы уставки (необязательно для неуправляемых СФЕ) и выходы результата действия (обязательно). Выходы и входы должны иметь возможность взаимодействовать между собой. Эта возможность реализуется комбинацией гомореактивности и гетерореактивности элементов.

Физическая гомореактивность – способность элемента давать такой же вид результата действия, каким является внешнее воздействие (давление → давление, электричество → электричество, и т.д.). При этом характеристики физических параметров не меняются (10 гр →10 гр, 5 mV → 5 mV и т.д.). Гомореактивные элементы являются передатчиками действий.

Физическая гетерореактивность – способность элемента в ответ на внешнее воздействие одного физического рода давать результат действия другого физического или не физического рода ( давление → частота электрических импульсов, электрический ток → поворот оси вала, температура воздуха – ощущение комфорта и т.д.). Гетерореактивные элементы являются преобразователями действий.

Элементами с физической гетерореактивностью являются, например, все рецепторы живого организма (преобразуют сигналы измеряемых параметров в пачки нервных импульсов), сенсоры измерительных приборов, рычаги, валы, плоскости и т.д. Ими могут быть любые материальные вещи и не материальные объекты окружающего нас мира, которые могут удовлетворять условиям гетерореактивности.

Химические реакции также подпадают под разряд физических, поскольку химические реакции – это перенос электронов с одних атомов на другие.

Логическая гетерореактивность – способность элемента в ответ на внешнее воздействие одного физического рода давать результат действия того же физического рода ( давление → давление, электрический ток → электрический ток и т.д.), но с другими характеристиками (10 гр → 100 гр, 5 mA → 0.5 mA, 1 Hz → 10 Hz, 5 импульсов → 15 импульсов и т.д.). Усилители, преобразователи кода, логические компоненты электроники – это всё примеры элементов с логической гетерореактивностью.

Нейроны не обладают физической гетерореактивностью, поскольку они могут воспринимать только потенциалы действия (электричество) и их же генерировать. Но у них есть логическая гетерореактивность, они могут преобразовывать частоту и число импульсов. Они преобразовывают не сам физический параметр, а его характеристики.

Любая система состоит из двух типов элементов, исполнительных (СФЕ) и управляющих (блок управления). В то же время любой блок управления любых систем сам состоит из каких-то частей (элементов) и имеет определенную для него цель. Следовательно, он также попадает под определение систем. Т.е., блок управления и его части сами являются определёнными системами (подсистемами) с определёнными целями и имеют собственные исполнительные элементы и локальные блоки управления, управляющие этими исполнительными элементами. Обязательным условием для части из них является их способность к гетерореактивности того или иного рода. Эффект их управляющего действия заключается только в их взаимном расположении. В локальный блок управления вводится уставка (задание условия, цель), и он постоянно следит за тем, чтобы результат действия всегда соответствовал уставке. При этом уставка может задаваться извне другой системой, внешней по отношению к данной, или самообучающийся блок может «решить» сам изменить параметры уставки (но не цель!). Следовательно, элементы управления могут быть такими же, как и элементы исполнения. Разница только во взаимном расположении. Директор предприятия такой же человек, как и рядовой инженер или рабочий.

Все элементы системы, исполнительные (СФЕ) и управляющие, построены по определённой схеме, конкретной для каждого конкретного случая (для каждой конкретной цели), но все они должны иметь «выход», откуда выходит результат действия данного элемента и два «входа» – для внешнего воздействия и для входа уставки.

Если выходы каких-либо элементов соединены с входами для внешних воздействий других элементов, такие элементы являются исполнительными (рис. 11А). В этом случае элементы являются преобразователями одних результатов действия в другие, потому что результаты действий систем-доноров являются внешним воздействием для систем-реципиентов (для исполнительных элементов). Они (внешние воздействия) как бы входят в систему и выходят из неё уже преобразованными в виде новых результатов действия.

Если выходы элементов соединены с входами уставки других элементов, такие элементы являются управляющими и входят в состав блока управления (рис. 11В). В этих случаях результат действия одних систем является уставкой (директивой) для исполнительных элементов, директивой как преобразовывать результаты действия систем-доноров в результаты действия систем реципиентов.

Но всегда при соединении выходов и входов должен выполняться закон однородности действий и однородной интерактивности (гомореактивности) соединения выход-вход. Если, например, результатом действия элемента-донора является давление (системы «А»), то вход внешнего воздействия (система «В» на рис. 11А) или уставки (система «В» на рис. 11В) элемента-реципиента должен быть способен реагировать именно на давление, иначе взаимодействие между элементами невозможно.

В третьих, для того, чтобы «влезть» в управление других систем, у данной системы должна быть физическая или какая-либо другая возможность присоединить собственный выход результата действия или собственный стимулятор ко входу уставки какой-либо другой системы. В этом случае эта другая система становится подсистемой, подчиняющейся данному блоку управления. Т.е., системы должны иметь физическую возможность совмещать выходы своих стимуляторов и/или результатов действия с входами уставки других систем. Для этого они должны быть подвижны.

Если системы свободно двигаются в пространстве, они могут случайно или не случайно соединяться своими выходами-входами и образовывать новые системы. Но это возможно только лишь при избытке свободной энергии, потому что для образования любой связи одного только сближения недостаточно. Для образования связи нужна еще и энергия, источником которой может быть либо внутренняя энергия системы, запасенная заранее (активные системы), или привнесенная внешним воздействием (пассивные системы). Поэтому образование систем возможно лишь при избытке свободной энергии [4].

Но и только лишь энергии недостаточно. Необходимо еще что-то, что обеспечит однонаправленность развития в сторону положительной энтропии. Синергетика предлагает два принципа для этого «что-то» – принцип проментальности элементов систем [14] и принцип случайности [8, 14]. Случайно образовались органические вещества (СФЕ с простейшими блоками управления) в первичном океане Земли. Случайно из них образовались первичные агрегаты из органических молекул (системы с простыми блоками управления). Случайно из них образовались первичные организмы (системы с простыми и сложными блоками управления). Случайно развились из них более сложные организмы (системы со сложными, с самообучающимися и интеллектуальными блоками управления). Случайно, но по закону эволюции видов – выживает сильнейший, т.е., наиболее приспособленный к данным условиям проживания. Все выглядит достаточно логичным, если только существует случайность как абсолютная категория, хотя слишком много случайностей. Но даже если случайность существует как объективная абсолютная реальность, то образование систем в таком случае не является самоорганизацией, а является принудительной навязанной случаем организацией. Только наличие про- или какой-либо другой ментальности (способности самостоятельно принимать решение и осуществлять его) является необходимым условием возникновения самоорганизации. Предполагать наличие проментальности у электрона очень сомнительно. Гораздо легче предполагать наличие у него заданных ему извне «врожденных» свойств объединяться с протоном для образования атома (он таким сделан), а это указывает на принудительную организацию, навязанную принципом случайности (синергетика) или принципом задания цели извне (ОТС, [4]), но не на самоорганизацию.

Но если закон сохранения является абсолютным и нерушимым, то в нашем Мире нет места и абсолютной случайности. Следовательно, наиболее вероятной причиной организации материи, этим «что-то» является не принцип проментальности и принцип случайности, а принцип задания цели извне, т.е., «кто-то» или «что-то» (природа, Всевышний или что-то подобное) создал элементы такими (задал им цель), что они «не раздумывая» действуют и образуют только то, что им предписано, как только условия позволяют это сделать. И совсем необязательно предполагать наличие Всевышнего или природы в противопоставлении системам. Системы являются неотъемлимой частью природы и могут влиять на развитие и эволюцию Мира. И если эволюция Мира происходит циклически, то можно предположить, что системы, очередной раз развившись до определенного уровня, сами программируют свое будущее и развитие в очередном цикле эволюции Мира. Возможно, мы сами себе боги, или природа, назвать можно как угодно. А это и есть абсолютная самоорганизация систем, когда системы сами определяют свое развитие.

Как бы там ни было, но именно усложнение блоков управления систем является эволюцией. Тот, у кого случайно или не случайно блоки управления оказались лучше, у него больше шансов на выживание. И во всех случаях образование новых все более и более сложных систем происходило только за счет свободной энергии, поставляемой на Землю Солнцем.

Следовательно, для самоорганизации, случайной или целенаправленной, одним из главных условий является возможность присоединения выхода результата действия одной системы или её стимулятора ко входу уставки другой системы на принципе гомореактивности (давление → давление, температура → температура и т.д.). Для этого системы должны быть подвижны.

Если система уже построена в «железе», то такой возможности (создания новых видов связей) у её элементов нет. Если перерезать какой-нибудь двигательный нерв, то соответствующие мышцы не будут сокращаться, несмотря на то, что и они исправны, и все мозговые структуры исправны. Эти структуры не могут управлять мышцами потому, что не могут физически совместить свои стимуляторы или выходы результатов действия (аксоны) с входами уставок этих мышц (синапсами).

Если нарушена ООС, система также не сможет адекватно реагировать на внешние воздействия. У больных с повреждениями спинного мозга на уровне шейных позвонков С5-С6 нарушается вегетативная баро- и хеморецеция (нарушается ООС), потому что соответствующие нервные проводники проходят в боковых рогах спинного мозга и повреждаются при травме. Поэтому у таких больных кроме тетраплегии (паралича мышц тела) развиваются различные тяжелые нарушения регуляции артериального давления (АД). У них поражается система стабилизации АД за счёт отключения её ООС.

Если нарушен сам блок управления, система также перестаёт нормально функционировать. У больных с первичной альвеолярной гиповентиляцией поражен дыхательный центр, расположенный в стволе головного мозга (нарушен блок управления) и они не могут нормально регулировать вентиляцию лёгких. Поэтому у них развивается альвеолярная гиповентиляция со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Если системы подвижны, то такое становится возможным. Если совместить друг с другом концы разрезанного нерва, то появится шанс на восстановление двигательной активности парализованной мышцы.

Различные химические вещества, плавая в растворе, могут «захватывать» другие (совмещать свои выходы результата действия с входами уставок других систем) и образовывать более сложные конгломераты, которые в дальнейшем также могут захватывать другие конгломераты по тому же принципу захвата. Главным условием образования новых систем является возможность соединения выхода результата действия или стимулятора одних систем с входами уставки других систем на принципе гомореактивности соединений выход-вход, и поток свободной энергии, затрачиваемой на образование новых связей.

Есть типы устройств, где требование физической подвижности необязательно и тем не менее потоки информации из одной системы могут перетекать в блоки управления других устройств. Это так называемые релейные сети, например, компьютерные управляющие сети, кора головного мозга и т.д., в которых возможна виртуальная подвижность, т.е., возможность переключения потоков информации. В таких сетях информация может перекачиваться в тех направлениях, в которых требуется.

Например, ноги человека предназначены для ходьбы, а руки – для рукоделия. Каким образом осуществляется предназначенность? Руки и ноги в общем устроены одинаково, те же кисти, те же пальцы (те же исполнительные элементы). Тем не менее, ногами, например, практически невозможно причесаться. Почему? Потому, что в головном мозгу есть определённые стереотипы движений («базы решений»), без которых и руки не руки, и ноги не ноги. Но нам известны случаи, когда человек лишался обеих рук и, тем не менее, с помощью ног прекрасно управлялся со многими бытовыми делами и даже выступал в цирке. Как это было возможно? В его мозгу произошла перестройка, он поменял стереотипы. Мозговые структуры, которые прежде управляли руками, «перекачали» свои «базы знаний» и «базы решений» в те мозговые структуры, которые управляют ногами. Всё это кора головного мозга смогла сделать только благодаря тому, что у неё есть свойство релейных цепей, т.е., возможность переключать потоки информации в нужных для данной цели направлениях.

При первичной альвеолярной гиповентиляции поражается дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозгу. У таких больных нет нормальной регуляции дыхания, потому что пораженный дыхательный центр не «чувствует» повышения СО2 в крови. Они мало дышат, СО2 в крови растёт, О2 в альвеолярном воздухе падает, из-за рефлекса Эйлера-Лильёстранда сосуды лёгких спазмируются и развивается вторичная лёгочная гипертония с последующей перегрузкой миокарда правого желудочка и сердечной недостаточностью. И всё это только потому, что больной мало дышит. Такого больного можно научить правильно дышать, ориентируясь по другим признакам, например, по чувству лёгкого головокружения от гипервентиляции, т.е., создать новый стереотип дыхания, создать корковый виртуальный дыхательный центр. Это пример практического использования самоорганизации систем в медицине.

Таким образом, организация и реорганизация систем может быть случайной и целенаправленной. Мы говорим «случайной» тогда, когда у нас нет конкретной информации о причине случайного, хотя всегда понимаем, что в таких случаях эта причина навязана извне (относительная случайность). При случайной организации или реорганизации нет специального блока управления, который имеет цель и решение о постройке новой системы, да ещё в таких подробностях, что, например, такой-то выход стимулятора нужно соединить с таким-то входом уставки. Случайность определяется вероятностью. Здесь работает закон больших чисел, который гласит: «если что-то может произойти теоретически, то при достаточно большом числе случаев это обязательно произойдёт». Чем больше число случаев, тем больше вероятность появления любых систем, удачных и неудачных, потому что случайность строит системы, вероятность задаёт их конфигурацию, а внешняя среда производит естественный отбор. Поэтому эволюция длится очень долго, перебирая многие и многие случаи (варианты развития). Поэтому и происходят различные комбинации соединений частей систем. Поэтому могут образоваться как нежизнеспособные монстры, так и наиболее приспособленные к данным условиям. Слабые уничтожаются, а сильные передают свои «базы знаний» и «базы решений» своим поколениям в виде генетически закреплённых признаков и инстинктов. Но во всех этих случаях случайность и вероятность являются только относительными, относительно меры нашего незнания и нашего неумения измерять исчезающе малые возмущения. В природе есть своя бухгалтерия, которая «ведает» абсолютно всем, включая исчезающе малые отдельные кванты результатов действий, поэтому для нее нет ничего случайного.

При организации систем не столь важно, какой блок управления имеют соединяющиеся (организующиеся) системы, простейший или сложный. Важно только чтобы выходы стимуляторов или результатов действия одних систем соединялись с входами уставки других. Блоки управления объединяющихся систем могут быть любыми, от простейшего, до самообучающегося. При этом, даже если самообучающийся блок (т.е., достаточно развитый) не «захочет» соединить свой вход уставки с выходом стимулятора или результата действия другой системы, даже простейшей, он всё равно ничего не сможет сделать, если он не сможет уберечь свой вход уставки. Вирус «не спрашивает разрешения» у клетки, когда «перекачивает» свою генетическую информацию в её ДНК.

При навязанной организации решение о перестройке системы (целенаправленность) может приходить извне, от более высокой на лестнице иерархии управляющей системы. Это пассивная целенаправленность, потому что инициатива приходит извне. Внешняя система как-бы «говорит» данной системе: «Как только увидишь такую-то систему, сразу присоединяй её к себе». Система может делать активные действия для такой организации, но это ещё не самоорганизация, а навязанная (принудительная, директивная) организация. Как только электрон и протон сблизятся до порогового растояния, они сразу же образуют атом водорода, если им в этом не помешать. Но электрон и протон «рождены» с такой способностью и эту способность в них кто-то (или что-то) вложил, т.е., им извне была задана цель образовывать атом при сближении до порогового растояния.

Но если у самих систем «возникает мысль», что «неплохо было бы вон ту зелёную штучку, что прилипла ко мне, включить в собственный состав, поскольку опыт показал, что она может поставлять мне глюкозу из СО2 и света», это уже самоорганизация. Таким образом, возможно, когда-то очень давно хлорофилл был включен в состав водорослей. Скорее всего это произошло не целенаправленно, а случайно (случайная организация), поскольку мы не можем быть уверены, что у тех древних водорослей был самообучающийся блок управления, а самостоятельно «мысль» возникнуть может, как минимум, только у систем с таким блоком управления, у которых есть «чему мыслить», есть мозги. Этот пример приведен только для иллюстрации того, что мы называем самоорганизующейся системой. Но мысль взять палку в руки, чтобы удлинить свою руку и достать с дерева высоко висящий плод – это уже прерогатива только высших животных и человека и это является настоящим примером самоорганизации.

Но даже и в этом случае, когда мы делаем это сознательно, в какой-то мере самоорганизуясь, даже здесь нет полной самоорганизации, потому что и палка и наша рука были созданы такими в процессе эволюции за счет принудительной организации, чтобы они могли взаимодействовать. Есть понятие «мировая линия» – движение элементарной частицы в пространстве и во времени. Мировые линии элементарных частиц по какой-либо не зависящей от них причине (т.е., принудительно) могут совпасть таким образом, что в данный момент их комбинация составляет палку, других частиц – руку и т.д. Движение любой частицы в нашем Мире осуществляется строго по законам термо- электро- и прочих динамик, которые вместе составляют закон сохранения. Следовательно, и палка и рука, и наше тело образовались не случайно, а по принципам принудительной организации. По тем же принципам «организовалось» и наше окружение (ситуация). Поэтому и ситуация, в которой требуется и «случайно» оказалась палка («под кустом рояль»?), возникла не случайно, и похоже, что полной самоорганизации нет, а существует только частичная самоорганизация, только у человека и только на уровне разума, в сочетании с принудительной на уровне физиологии и анатомии. Во всяком случае на данном этапе его развития.

Но все же это уже самоорганизация, активная целенаправленная, потому что инициатива возникла внутри данной системы, она сама «решила» и никто ей этого «не навязывал». Возможно, условия были созданы таковыми, чтобы возникла потребность в палке, но решение возникло внутри системы, а такое решение может возникнуть только в достаточно развитой системе (в блоке управления). При этом система не решила изменить поставленную перед ней цель-задание, например, перестать питаться, а решила изменить путь достижения этой цели – решила перестроить себя. Внешняя среда диктует условия существования системам (цель системы), а у системы есть право выбора решений о своих действиях в зависимости от этих условий, осуществляемое на основе её собственных ресурсов (числа и типа её СФЕ) и содержимого её «базы знаний» и «базы решений» [4]. Одним из таких решений может быть решение о собственной перестройке и изменении свой структуры с целью лучшей адаптации под внешние условия.

Только системы, как минимум, с самообучающимся блоком управления могут правильно оценить внешнюю ситуацию и значение всего нового, что окружает данную систему и сделать вывод о целесообразности перестройки. Такими системами не могут быть объекты минерального и растительного миров, потому что у них нет блоков управления необходимой сложности, а есть только простые блоки управления – простые автоматы, у которых нет дистанционных рецепторов и органов движения в пространстве, они срабатывают, т.е., выдают результат действия только после внешнего воздействия, когда может быть уже поздно. Чтобы уцелеть нужно уметь перестроиться, включив в себя элементы из окружения, а для этого нужно видеть это окружение и внешнюю ситуацию и уметь ее правильно оценивать и в случае необходимости менять, а для поведенческих реакций прежде всего нужно иметь дистанционные рецепторы и органы движения. Кроме того, чтобы правильно оценивать внешнюю ситуацию необходимо иметь соответствующую «базу знаний», в которой есть описание различных внешних ситуаций. Если в «базе знаний» нет описания какой-либо ситуации, система не сможет ее распознать и это чревато для нее крупными потерями. Кроме того у системы должна быть «база решений», в которой есть описание соответствующего поведения (поведенческой реакции). Если нет готового решения, это опять может быть опасным для системы [4]. «Базы знаний» и «базы решений» система получает готовыми в момент ее рождения в виде врожденных инстинктов. Но объемы врожденных «баз знаний и решений» ограничены и самый простой способ их увеличения – учиться распознавать новые ситуации и находить верные решения, и в этом смысл самообучения. Такими системами являются системы только животного мира, потому что только они способны к поведенческим реакциям во времени и в пространстве, причем только те системы, которые как минимум способны самообучаться.

Чем больше число СФЕ и разнообразнее их типы и чем больше её «база знаний» и «база решений», тем лучше система выполнит её цель. Решение о времени и характере реорганизации система может принимать сама на основе своего личного опыта и возможностей, если их хватает для этого. Но только системы с самообучающимся блоком управления могут увеличивать свой опыт и инициировать активную целенаправленность, могут быть сознательно самоорганизующимися. Наличие первой и второй сигнальной систем значительно усиливает эффективность активной целенаправленности. Так человек усилил возможности своего тела, изобретя инструменты труда и пользуя медицину.

Ещё раз следует отметить, что решение о самоорганизации не указывает на свободу выбора цели системы, а является свободой выбора её действий для достижения цели, заданной извне, включая выбор решения о собственном переустройстве для лучшей реализации цели. Чтобы лучше выполнить свою цель, например, например, выжить в таких-то условиях, система реорганизуется, чтобы лучше адаптироваться к внешним условиям и поднять свои шансы выжить.

    продолжение
--PAGE_BREAK--