3.2.1. Сложение систем

ф Аксиома системной целостности

• Закон подобия части и целого

• Аксиома эмерджентности

• Закон необходимого разнообразия

• Закон (правило) полноты составляющих

• Закон избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов организа­ции

• Принцип перехода избыточности в самоограничение

• Правило конструктивной эмерджентности

• Закон (правило) перехода в подсистему, или принцип кооператив и ости

• Закон (принцип) увеличения степени идеальности, или эффект черширского кота

• Закон (аксиома) системного сепаратизма

• Закон оптимальности

• Правило системно-динамической комплементарности, или закон баланса консерва­тивности и изменчивости

Трудно выделить наиболее общую закономерность сложения систем. Пожалуй, ею может служить закон подобия части и целого, или биого- лографический закон, связываемый китайцами с именем их соотечествен­ника Zhang Yingging², но, безусловно, уходящий корнями глубоко в века: часть является миниатюрной копией целого, а потому все части одного уровня иерархии систем похожи друг на друга. Примеры: модель атома и солнечной системы; человеческое существо — миниатюрная копия ми­роздания; организм, состоящий из многих клеток и одноклеточный, при

' Slobodkin L. В. Preliminary ideas for a predictive theory of ecology//Am. Nat. V. 95. P. 147—153. Можно добавить, что знание трудов того или иного автора и их оценка весьма различны внутри и вне страны, где работает ученый. Например, в Новой Бри­танской Энциклопедии, широко распространенной в США, нет упоминания об Ю. Одуме, а ме­нее известному у нас в стране Г. Одуму посвящена специальная статья (в части энцикло­педии, называемой Микропедией).

² Yon g-z a i Y е. The significance of bio-holographic law in phylosophy and scien­tific methodology//8 Int. Congr. Lod., Methodol, and Phil. Sci., LMPS'87. Moscow, 17—22 Aug 1987. Vol. 5. Sec. 7—11. Pt. 2. Moscow, 1987. P. 240—243.

этом каждая клетка генетически как-то представляет модель целого мно­гоклеточного организма.

Закон подобия части и целого не абсолютен. Электрон никак не может быть моделью организма, а отдельные гены аналогичны и даже идентич­ны у очень далеко систематически отстоящих друг от друга видов. Однако такие противоречия встречаются, как правило, при сравнении очень иерар­хически удаленных структур, главным образом элементарных и очень сложных. С известными поправками можно согласиться, что части обыч­но физиономически отражают основные свойства целого и аналогичны между собой.

Закон подобия части и целого отнюдь не означает их абсолютной иден­тичности. Наоборот, еще в античное время была сформулирована аксио­ма: целое больше суммы его частей, или аксиома эмерджентности: целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей-подсистем и не равно сумме элементов, не объединенных системообразующими связями. При сложении системного целого образующаяся интеграция подчиняется иным (хотя возможно, и подобным) законам формирования, функциони­рования и эволюции. Образно говоря, одно дерево еще не лес, как и группа деревьев, а механическое сосредоточение химических элементов, молекул органических веществ, даже тканей и органов, не дает организма. Для леса необходимо сочетание всех его экологических компонентов, состав­ляющих именно его экосистему, образование круговоротов веществ, регу­ляция потока энергии, в том числе образование собственного биоклимата, и т. д. Для организма требуется «энтелехия» системной целостности, об­мена веществ и других свойств биосистемы.

При всей очевидности аксиомы эмерджентности ее не всегда осознают в практической деятельности.

Совершенно очевидно, что никакая система не может сформироваться из абсолютно идентичных элементов. Отсюда вытекает .закон необходимого разнообразия. Даже в кристаллической решетке положение атомов в ней делает их функционально различными. Сельскохозяйственная монокуль­тура вообще лишь метафорическое понятие, если это не стерильная гидро- или аэропоника одного клона растений. В любой монокультуре участвуют сотни видов дробянок, грибов, растений (сорняки) и животных (почвен­ные, вредители и др.). Для каждого типа систем необходимое разно­образие количественно различно и часто строго фиксировано. Нижний предел — не менее двух элементов (белки и нуклеиновые кислоты, «он» и «она» и т. п.), верхний предел — бесконечность.

Системные образования состоят из подсистем. Их необходимое число и разнокачественность также более или менее постоянны. Для простейших систем это очевидно (два атома Ог дают кислород, три — озон), но для более сложных ясность этого принципа теряется. Например, каково должно быть число и разнокачественность функциональных составляющих биоти­ческого сообщества? В общем виде ответ несколько неожиданный: столь­ко, сколько необходимо для его формирования, обычно много, но не строго • фиксированно и различно в зависимости от географического и топогра­фического места, среды жизни и других факторов. И эта неопределенность ' отражается в законе (правиле) полноты составляющих: число функцио­нальных составляющих системы и связей между ними должно быть оп­тимальным — без недостатка или избытка в зависимости от условий сре­ды или типа системы. Жесткие системы^I имеют более фиксированный (иногда абсолютно) лимит составляющих. Например, молекула вещества в любых условиях, оставаясь сама собой, сложена определенным числом атомов. Строго говоря, четкие лимиты характерны для всех систем, но экологические их модификации часто не теряют функциональных черт и при довольно большом разбросе числа составляющих. Для них характер­ны естественные колебания даже количества входящих видов. Размах колебаний ограничен законом необходимого разнообразия.

При всех колебаниях числа составляющих оно подчиняется действию закона избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов организации: многие динамические системы стремятся к относительной избыточности основных своих составляющих при минимуме вариантов организации. Избыточность числа элементов нередко служит непремен­ным условием существования системы, ее качественно-количественной саморегуляции и стабилизации надежности, обеспечивает ее квазирав­новесное состояние. В то же время число вариантов организации жестко лимитировано. Природа часто «повторяется», ее «фантазия», если гово­рить не о числе и разнообразии однотипных элементов, а о количестве самих типов организации, очень ограничена. Отсюда многочисленные структурные аналогии и гомологии, однопорядковые формы организации общественных процессов и т. п.

Стремятся к избыточности, например, демографические (в широком понимании термина) и экономические процессы, а также их следствия (распашка земель, урбанизация и др.). Однако имеется и стратегия само­ограничения, направленная на замену количественного роста качествен­ным усовершенствованием: забота о потомстве, большая его жизненность, интенсификация производства и т. д. Принцип перехода избыточности в самоограничение может быть сформулирован в следующих словах: из­быточность системных элементов может быть заменена повышением ка­чества этих составляющих (индивидуальной надежности) или их агре­гации, в том числе в функциональные надсистемы (ср. ниже правило кон­структивной эмерджентности и закон перехода в подсистему). Фактически все мироздание, начиная от «Большого взрыва» при формировании нашей Галактики, подтверждает справедливость этого принципа.

Фиксированное число разнокачественных элементов возникает, очевид­но, под давлением объективных причин. Всякое объединение не случайно, если оно не вызвано антропогенными внешними обстоятельствами. Дви­жущим механизмом служит «выгода» большей надежности при объеди­нении — действие правила конструктивной эмерджентности: надежная система может быть сложена из ненадежных элементов или из подсистем, не способных к индивидуальному существованию. Примеры этого правила чрезвычайно многообразны. Природа очень часто прибегает к услугам правила конструктивной эмерджентности. Достаточно вспомнить коло­ниальные организмы (например, кораллы) и общественных насекомых (муравьев, пчел, термитов). Иерархическое строение природных систем также результат действия обсуждаемого правила. И для этого случая можно сформулировать закон (правило) перехода в подсистему, или принцип кооперативности: саморазвитие любой взаимосвязанной сово­купности, ее формирование в систему приводят к включению ее как под­системы в образующуюся или существующую надсистему: относительно однородные системные единицы образуют общее целое. Примеры столь

ские, «мягкие», функционально высокоподвижные образования. Однако это различие не абсолютно: все природные системы внутренне изменчивы — изотопы элементов, изомеры молекул и так далее.

множественны и общеизвестны, что едва ли их стоит приводить. «Коопера­тивный эффект» проявляется на всех уровнях организации материи, и его часто называют системным, или системообразующим, эффектом. Фунда­мент возникновения кооперативного эффекта — значительный веществен­но-энергетический и информационный выигрыш.

Это преимущество постепенно растет согласно закону (принципу) увеличения степени идеальности (Г. В. Лейбница), или «эффекту чешир­ского кота» (Льюиса Кэррола): гармоничность отношений между частями системы историко-эволюционно возрастает (кот уже исчез, а улыбка его еще видна). Этот принцип практически не имеет исключений, будь то отно­шения типа хищник — жертва или хозяин — паразит, морфолого-физиоло- гическая корреляция органов в индивиде, взаимоотношение государств в мировом сообществе.

Эмпирические наблюдения подводят к формулировке аксиомы, или закона системного сепаратизма: разнокачественные составляющие систе­мы всегда структурно независимы. Между ними существует функциональ­ная связь, может быть взимопроникновение элементов, но это не лишает целостностей, входящих в систему, структурной самостоятельности при общности «цели» — сложения и саморегуляции общей системы. Например, организм состоит из органов. Каждый из них «не заинтересован» в ухуд­шении работы другого органа или в уменьшении его размеров. Наоборот, в составе системы организма каждый орган тесно связан с другими гумо- рально и общей судьбой. Вместе с тем, печень не может быть частью серд­ца, но лишь функциональной составляющей пищеварительной системы. Таковы же взаимоотношения в любых системах, в том числе в социальном их ряде, хотя это не всегда осознается. Границы могут быть не столь четки, как в организме между органами (хотя и в нем они достаточно размыты). Например, государства в истории неоднократно укрупнялись, входя друг в друга, и разукрупнялись. Однако в конечном итоге империи распадались в силу действия закона оптимальности (см. ниже) размеров и неизбежного сепаратизма наций и народов, этносов. Это не противоречит экономическо­му и даже политическому объединению государств на основе «гумораль­ной» связи мирового рынка. Общемировое единое государство как струк­турно гомогенное образование также невозможно, как не может быть высшего организма из аморфного клеточного вещества, недифференци­рованных тканей и т. п. «Плавильный котел» наций возможен лишь как юридическое, но не физическое состояние, если речь не идет о тысячеле­тиях.

Итоговым обобщением и развитием перечисленных закономерностей сложения систем служит закон оптимальности: с наибольшей эффектив­ностью любая система функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах (или: никакая система не может сужаться или расширяться до бесконечности). Размер системы должен соответствовать выполняемым ею функциям. Обычно такой размер назы­вают характерным размером системы. Ясно, что для того, чтобы рождать живых детенышей и кормить их молоком, самка млекопитающего не может быть ни микроскопической, ни гигантской; чтобы летать, птица не может быть слишком большой и т. п. Менее ясно, что в любую эпоху размер национальных государств строго ограничен, и империи, страдающие «синдромом динозавра», обречены на распадение. И в то же время, исходя из закона перехода в подсистему, государства не могут не кооперировать­ся, в том числе в области природопользования. Это им дает возможность использовать преимущества конструктивной эмерджентности.

Для перехода к обсуждению законов внутреннего развития систем важна формулировка правила системно-динамической комплементар- ности, или закона баланса консервативности и изменчивости: любая саморазвивающаяся система состоит из двух рядов структур (подсистем), один из которых сохраняет и закрепляет ее строение и функциональные особенности, а другой способствует видоизменению и даже саморазруше­нию системы с образованием новой функционально-морфологической специфики, как правило, соответствующей обновляющейся среде сущест­вования системы. Чем жестче организована система, тем сильнее в ней механизмы консервации, прямолинейней и непосредственней их действие. При этом большее значение имеют внешние для системы, а не внутренние для нее факторы развития. Примеры взаимодействующих рядов струк­тур — наследственность и изменчивость с их аппаратами, организмы- эдификаторы в экосистемах и «вредители» в них, консервативные и ради­кальные партии в общественном развитии и т. п.

Жесткие системы, вернее, квазисистемы типа механических устройств и тоталитарно-автократических политических общественных структур лишены свойства и механизмов самоподдержания (вместо них действуют жесткие связи и механизмы принуждения) и потому обречены на постепен­ное разрушение, тем более скорое, чем агрессивнее для них окружающая среда. При этом сначала выходят из строя отдельные части, а затем насту­пает момент полной деструкции такой квазисистемы без возможности для нее не только самовосстановления, но и искусственного ремонта (однако может быть создан из тех же или подобных частей еще более жесткий аналог). Подобные явления наблюдаются и в тех случаях, когда среда (физическая, историческая и т. д.) не соответствует функционально - структурным особенностям системы. В этом случае происходит вымира­ние, смена функций и другие аналогичные процессы, охватывающие не только исчезающие системы, но и связанные с ними функциональные совокупности и их иерархию (например, один вид никогда индивидуально не исчезает, с ним вместе меняется вся пищевая цепь, сеть, а затем консор- ция, синузия, биоценоз, экосистема и, отчасти, их иерархия в целом; аналогичные процессы идут в общественных процессах в случае измене­ния политической системы в одном государстве или их группе). Дополни­тельные закономерности читатели найдут ниже: см. закон согласования строения и ритмики (функций) частей (подсистем), или закон синхро­низации и гармонизации системных составляющих (конец разд. 3.2.2), а также закон экологической корреляции и принципы экологической ком­плементарное™ (дополнительности) и экологической конгруэнтности (соответствия) в разд. 3.9.1.