- •И.А. Золотухин
- •Концепции современного
- •Естествознания
- •Конспект лекций
- •Рецензенты:
- •Предисловие
- •1. Материальность и познаваемость мира
- •1.1. Виды материи, её движение и познание
- •1.2. Развитие знания. Религиозное и научное знание
- •1.3. Парадигмы и научные революции
- •1.4. Современная система научного знания
- •Цитология
- •1.5. Математика в системе научных знаний
- •2. Основные законы природы
- •2.1. Энергия как важнейшая характеристика материальных процессов
- •2.2. Виды сил и виды энергии
- •2.3. Классификация систем по интенсивности взаимодействий
- •2.4. Первый и второй законы термодинамики
- •2.5. Энтропия как мера необратимости процессов
- •3. Жизнь с точки зрения физики и химии
- •3.1. Закон сохранения энергии и живые системы
- •3.2. «Антиэнтропийность» жизни
- •3.3. Элементарный состав живых организмов
- •3.4. Химические взаимодействия атомов и молекул
- •3.5. Химический состав живых организмов
- •3.6. Белки как основа жизни
- •3.7. Наследственность и нуклеиновые кислоты
- •3.8. Синтез белка
- •3.9. Изменчивость организмов
- •3. 10. Клеточная организация живого
- •3.11. Упорядоченность процессов в клетке и биологические мембраны
- •3.12. Энергетические процессы в клетке
- •3.13. Размножение организмов
- •4. ВселенНая и возникновение жизни
- •4.1. Гипотезы возникновения жизни
- •4.2. Вселенная, её происхождение и строение
- •4.3. Происхождение и строение звёзд
- •4.4. Галактики и метагалактика
- •4.5. Солнечная система
- •4.6. Земля как место зарождения жизни
- •4.7. Геохронологическая схема эволюции жизни и биосферы
- •5. Человек как высшая форма организации материи
- •5.1. Человек в системе животного мира
- •5.2. Физико-химические и биологические основы сложного поведения
- •5.3. Эволюция нервной системы и поведения животных
- •5.4. Мышление
- •5.5. Скорости и пути дальнейшей эволюции человека
- •6. Сложные системы
- •6.1. Определение понятия «сложность»
- •6.2. Математика как средство познания сложных систем
- •6.3. Теория графов и её применение в описании сложных систем
- •118 Девяток
- •7. Системный подход как средство преодоления сложности
- •Общая теория систем л. Берталанфи
- •7.2. Детерминированные и вероятностные системы
- •Классификация систем по с. Биру [4]
- •Тектология а.А. Богданова
- •7.4. Самоорганизующиеся системы и синергетика
- •8. Кибернетика
- •8.1. Основные понятия и определения
- •Пример возможного соотношения входов и выходов кибернетической системы рис.8.1
- •8.2. Биологические системы и кибернетика
- •Популяция волка
- •Популяция зайца
- •Элиминирую-щие факторы
- •9. Теория информации
- •9.1. Общая характеристика информационных процессов
- •9.2. Определение и измерение информации
- •9.3. Использование теории информации в биологии
- •9.4. Виды информации
- •10. Экологические проблемы
- •10.1. Строение и функции экосистемы
- •10.2. Превращение энергии в экосистеме
- •10.3. Продуктивность экосистем
- •10.4. Определение необходимых затрат на охрану природы
- •10.5. Экологические кризисы в истории человечества [28]
- •Учебное издание
- •Игорь Александрович Золотухин
- •Концепции современного
- •Естествознания
- •Конспект лекций
- •614990, Г. Пермь, ул. Сибирская, 24, корп. 2, оф. 71,
- •614990, Г.Пермь, Комсомольский проспект, 29а, оф.113,
7.2. Детерминированные и вероятностные системы
Констатация того, что мир есть множество взаимодействующих систем, ещё не является радикальным решением проблемы познания сложной природы. Окружающий мир крайне многообразен, и требуется найти способ как-то ориентироваться в этом многообразии. Поэтому в рамках ОТС были предприняты многократные попытки разработать классификацию систем, что, в общем-то, не решено и по сегодняшний день. В качестве примера можно привести классификацию С. Бира. Он предложил различать простые, сложные и очень сложные системы на основании количества входящих в них элементов и способов их взаимодействия. Было также предложено учитывать определённость или неопределённость поведения систем путём их деления на детерминированные и вероятностные (табл.7.1).
Таблица 7.1
Классификация систем по с. Биру [4]
Системы |
Простые |
Сложные |
Очень сложные |
Детерминированные |
Оконная задвижка, механический станок |
Цифровая ЭВМ, Автоматическая система управления технологическим процессом |
Нет |
Вероятностные |
Подбрасываемая монета, движение медузы, статистический контроль качества продукции |
Условный рефлекс, промышленное предприятие |
Крупная фирма, экономика государства, мозг |
Детерминированными называются системы, которые после строго определённого повторяемого воздействия всегда оказываются в одном и том же строго определённом состоянии.
Вероятностными являются системы, которые при одном и том же строго определённом повторяемом воздействии могут оказываться в разных состояниях. Указать, в каком состоянии они окажутся в каждом конкретном случае, невозможно. Можно только указать множество возможных состояний и вероятность каждого состояния.
Вполне понятно, что подобная классификация не является строгой. Нельзя точно определить, какие системы следует считать простыми, а какие сложными. Например, система из 10 элементов, судя по их количеству, может быть отнесена к простым. Но если взаимодействие этих элементов описывается с помощью теории графов (п.6.3), то теоретически возможное количество состояний системы определяется величиной 290 (≈ 1027).
Кроме того, даже строгое определение детерминированных и вероятностных систем может оказаться на практике не соответствующим действительности. Например, такая явно детерминированная система, как дверной замок в случае большого износа может в результате воздействия ключа не всегда переходить из состояния «открыто» в состояние «закрыто» (или наоборот). Разболтанный замок может оказаться системой вероятностной. В то же время можно теоретически допустить возможность создания механизма, который настолько точно будет подбрасывать монету, что она практически всегда будет падать на одну и ту же сторону. Здесь мы лишний раз убеждаемся, что любая строгая теория действует только в рамках определённых ограничений, в пределах которой справедливы заложенные в теорию постулаты (аксиомы).