книги из ГПНТБ / Румлянский, П. М. Философия и физика микромира. Системно-структурный анализ и физика частиц

Поиск инвариантов системы означает вместе с тем и ограничение всего разнообразия системы. Понимание структуры, связанной с ограничением разнообразия эле­ ментов, связей и отношений, целостности, дало возмож­ ность А. Д. Урсулу выявить не только соотношение меж­ ду понятиями сложности, упорядоченности, организации, системы и структуры, но и судить «о структуре сложности (инварианте элементов), структуре упорядоченности (ин­ вариантах элементов и отношений порядка) и структуре организации (инвариантах элементов, связей и отноше­ ний) » 3 0 .

Можно полагать, что имеет смысл говорить и о степе­ ни структурной сложности (структуры сложности), струк­ турной упорядоченности (структуры упорядоченности), структурной организации (структуры организации), вы­ деляя то или иное инвариантное разнообразие элементов, элементов с учетом отношений порядка и другими отно­ шениями, связями. А так как количеством разнообразия системы определяется количество связанной с нею инфор­ мации, то различные степени структурной сложности, структурной упорядоченности, структурной организации можно определить с информационной точки зреиня. Такой подход позволяет выделить различные понятия по их ин­ формационной емкости. Понятие структурной организа­ ции — более информационноемкое, чем понятие структур­ ной упорядоченности, последнее ж е более информационноемкое, чем понятие структурной сложности. Это же можно сказать и о понятиях организации, упорядоченности, сложности и др.

Рассмотрение материальной действительности с точки зрения ее изменения и развития, как у ж е подчеркивалось, связано с рассмотрением большого количества возможно­ стей материальных систем, превращающихся в действи­ тельность в процессе изменения и развития. С учетом по­ тенциальных возможностей материальных образований можно исследовать и соотношение между этими поняти­ ями. Только в данном случае разнообразие элементов, связей и отношений, целостностей приобретает смысл раз­ нообразия потенциальных элементов, связей и отношений, целостностей, рассмотренных по отношению к определен­ ной стационарной системе. Ограничение разнообразия по-

А. Д. Урсул. Природа информации, стр. 95.

20

тенциальных возможностей системы в целях познания и означает выделение ее структуры.

Понятие структурной сложности можно определить и через ограничение разнообразия потенциальных элементов в данной теоретической системе, выступающей как ста­

связано к тому ж е с ограничением потенциальных отно­ шений (любых) и связей системы. Эти три понятия хо­ рошо «работают» в микромире, когда выявляются потен­ циальные возможности материальных образований, когда в рамках квантовой механики, квантовой электродинами­ ки, теории элементарных частиц можно выделить потен­ циальные элементы, связи и отношения, целостные обра­ зования.

определяется как «организованное множество, образующее целостное единство»3 1 . Наряду с разнообразием элемен­ тов, связей и отношений оно включает в себя и разнооб­ разие целостности, определяющееся отграниченностыо тех или иных материальных образований от внешней среды. Понятие системы с этой точки зрения уже, конкретнее понятия организации, ибо связано с отграничением от внешней среды. Однако информационное содержание по­ нятия системы выше, чем у понятия организации. Отгра­ ничение в одном отношении оборачивается величайшим достоинством, ибо понятие системы полнее понятия орга­ низации отражает сущность материальных объектов, мате­ риальную действительность. Ч е м большая информацион­ ная емкость понятия, тем полнее в нем отражается объек­ тивная реальность.

Понятие структуры связано с дальнейшим отграниче­ нием от всего разнообразия данного множества, результа­ том чего является более глубокое познание материальной действительности. Если понятие системы связано с отгра­ ничением разнообразия множества от внешней среды с целью выделения определенной целостности, то понятие

21

структуры связано с отграничением разнообразия множе­ ства на уровне элементов, связей и отношений, целост­ ности.

Итак, уяснен смысл понятий структурной сложности, упорядоченности, организации, структуры системы с уче­ том актуального и потенциального разнообразия множе­ ства.

3.Системно-структурные исследования

ипроблема развития материальных образований. Критерии развития

Проблема развития материальных образований иссле­ дована многими авторами. Одни считают, что это развитие однонаправленное, прогрессивное3 2 , другие — что наряду с прогрессивной ветвью развития следует учитывать и ре­ грессивную3 3 .

как связь во времени, подобно тому, как связь одновре­ менно сосуществующих вещей есть их связь в простран­ стве3 4 . Определение развития как связи во времени дает возможность проследить, как последующая фаза развития материального образования обусловлена исторически пред­ шествующими фазами, как она способствует выявлению структурных преобразований материальных образований.

Считая более правильной вторую точку зрения, проана­ лизируем проблему развития в плане системно-структур­ ного метода исследования материальных образований. Рас ­ смотрим развитие как историю материального образования,

ва. О развитии в неорганической природе. Минск, «Наука и тех­

22

к ак целостное, закономерное, необратимое изменение, по­ вторение, связанное с актуализацией отдельных возмож­ ностей. Развитие имеет смысл связать с выделением ин­ вариантного разнообразия элементов, связей и отношений, целостности (актуальных и потенциальных), с ограниче­ нием разнообразия множества на различных уровнях, ибо «...любой закон является ограничением разнообразия»3 5 . Это поможет определить структурную сложность, упоря­ доченность, организацию, проследить изменение их на различных этапах развития материального образования.

Прогрессивную и регрессивную ветвь развития можно определить соотношением элементов, связей и отношений, целостности (актуальных и потенциальных). Уменьше­ ние актуального и потенциального разнообразия элемен­ тов, связей и отношений, целостности свидетельствует об уменьшении степени структурной организации, увеличение разнообразия — о повышении степени структурной орга­ низации, материального образования. Характеризуя разви­ тие материального образования по восходящей линии со­

Понимая под развитием целостное, закономерное, не­ обратимое изменение качественного состояния системы, включающей возникновение новых потенциальных воз­ можностей и тенденции изменения, связывая развитие с изменением степени структурной организации материаль­ ных образований, проанализируем, что следует понимать под критерием развития.

А. В. Самускевич, например, развитие связывает лишь с прогрессивным изменением по восходящей линии. Ре ­ зультатом этого развития является структурное усложне­ ние материи, переход ее от простых к сложным качест­ венным образованиям, критерием развития он берет массу. Ч е м больше масса какого-то материального образования, тем выше оно в структурном отношении, тем выше уро­ вень его развитая.

35А. Д. Урсул. Природа информации, стр. 157.

36С. Т. Мелюхин. О соотношении возможности и действитель­ ности в неорганической природе. В сб.: Проблема возможности и действительности. М.-Л., «Наука», 1964, стр. 38.

23

Рассматривая различные материальные образования, как элементарные частицы, ядра, молекулы, земные мас­ сы, системы комет, метеоритов, спутников, планетных и звездных систем, шаровых скоплении, галактики, сверхга­ лактики и метагалактики, А. В. Самускевич пишет: «Каж­ дый последующий член иерархического ряда форм харак­ теризуется массой большей, чем та, которой обладают предыдущие члены этого ряда» 3 7 . Отход от таких законо­ мерностей выявлен при переходе от уровня элементарных частиц к уровню атомного ряда. Так, каскадные гиперо­ ны, завершающие ряд элементарных частиц, имеют массу

ными, заставляют его пересмотреть выдвинутые положе­ ния. «Последовательность роста масс может быть точно зафиксирована лишь в отношении значений масс после­ дующих классов частиц или в отношении значений масс последующих частиц внутри какого-либо одного класса» 3 8 . В отношении значений масс отдельных классов последо­ вательность роста масс приведенных систем имеет место и отступления здесь незначительны.

Но и в такой форме, на наш взгляд, данный критерий недостаточен для характеристики процесса развития мате­ риальных систем. Ибо он охватывает лишь прогрессивную ветвь развития, регрессивную же не учитывает. Но и уве­ личение массы материального объекта не всегда свиде­ тельствует о развитии даже по прогрессивной линии. Возрастение массы не увеличивает даже сложность материаль­ ных систем, ибо не увеличилось разнообразие элементов (протонов, нейтронов, электронов), изменилось лишь ко­ личество однородных элементов, пх избыточность3 9 . Оста­ ваясь неизменным в отношении разнообразия элементов, связей и отношений в пределах атомной формы движения,

37 А. В. Самускевич. Диалектика прерывности и непрерывно­ сти и иерархический принцип строения материи. Научные труды по философии, вып. 2, ч. 1, № 46. Минск, изд. Белорусского госупиверситета им. В. II. Лепина, 1958, стр. 132.

нение количества элементов системы без изменения их разнооб­ разия.

24

структурная организация системы не изменяется, тогда как изменения массы значительны. Следовательно, масса не может служить критерием развития материальных систем.

Другой критерий развития был предложен В. Н. Ко ­ маровым. Подчеркивая, что развитие отличается от дви­ жения определенным направлением, он под развитием понимает лишь поступательное движение, связанное с усложнением материи. Используя данные физики, химии и геологии, В. Н. Комаров считает, что «критерием про­ гресса развития является выделение энергии»4 0 . В ы р а ж а я величину выделяемой энергии дефектом массы системы, сущность развития в неорганической природе он видит в. структурном усложнении материи, достигаемом в резуль­ тате того, что «большее число элементов с некоторым «ма­ лым количеством» материи в каждом превращается в меньшее число элементов с некоторым большим количе­ ством материи» 4 1 .

С определением развития систем через выделяемую' энергию или через изменения «количества материи» эле­ ментов систем (в сущности, это одно и то же, ибо изме ­ нение «количества материи» элементов системы всегда сопровождается изменением их в энергетическом отноше­ нии) , на наш взгляд, нельзя согласиться. Так как это не

качественном отношении, но и однородные элементы сис­

Но при этом учитывается только разнообразие элементов,, связей и отношений. И если даже определить структур­ ное усложнение материи как выделение энергии или из ­ менение «количества материи» элементов системы, то этим

вания. В сб.: Материалистическая диалектика и методы естествен­ ных наук. М., «Наука», стр. 532—533.

25

•Значит энергетический критерий, предложенный В. Н. Ко­ маровым, не может служить критерием развития мате­ риальных систем.

А. С. Романов предложил критерий развития инфор­ мационный, который учитывает и прогрессивное, и регрес­ сивное развитие. За исходное он берет известное положе­ ние статистической теории информации о том, что чем вероятнее событие, тем меньше оно несет в себе информа­

Уменьшение ж е вероятностей событий связано с увели­ чением информации о них и обусловливает прогрессивное развитие системы. «Информация выступает как мера про­ грессивного развития систем, энтропия — как мера регрес­ сивного»4 3 . Изучая энтропийные и антиэнтропийиые про­

критерий развития хорошо «работает» во всех сферах зна­ ния, поддающегося вероятностям интерпретации.

Информационный критерий А. С. Романова хорошо •объясняет процессы, происходящие в объективном мире. Менее эффективен он для объяснения процессов мысли­ тельной деятельности, выявления любых классов разно­ образия, содержащихся в таких различных логических •формах, как понятия, суждения, умозаключения. Вероят­ ностный аспект информации в познании недостаточен4 '1 . Поэтому и информационный критерий развития, предло­ женный А. С. Романовым, тоже имеет свою отрицательную сторону.

Более общим является информационный критерий А. Д. Урсула. Он достаточно полно объясняет процессы, происходящие как в объективном мире, так и в познании.

н логике. «Вопросы философии», 1968, № 6.

26

Полное количество информации системы при этом будет складываться из количества информации на уровне эле­ ментов, отношений и связей. Информация, определяемая разнообразием элементов, связей и отношений системы, является вместе с тем структурной информацией, «свя­ занной» с системой. Рассматривая вначале увеличение ко­ личества информации на уровне структурных единиц (элементов), А. Д. Урсул замечает, что «с развитием по прогрессивной линии ступеней увеличивается разнообра­ зие видов структурных единиц — различных представите­ лей уровней»4 5 , увеличивается как количество информации в структурных единицах, так и количество информации ступени в целом. Он ограничивается лишь рассмотрением разнообразия элементов системы.

В другой, более поздней, работе А. Д. Урсул конкрети­ зирует свой вариант информационного критерия развития,

по восходящей линии в этом случае связывается с увели­ чением внутреннего разнообразия системы, структурной информации. Для этого нужно провести системно-струк­ турное исследование изучаемого материального образова­ ния с определением сложности, упорядоченности, органи­ зации и функциональных свойств системы. «Применение информационного критерия развития предполагает умение производить системно-структурные исследования, то есть выявить сложность, упорядоченность, организацию пли структуру системы, ее внутреннее разнообразие»4 6 . По изменению внутреннего разнообразия системы и судят о развитии системы. Если внутреннее разнообразие системы увеличивается, то она развивается по прогрессивной ли­ нии, если уменьшается, то по регрессивной. Таким обра­ зом, данный критерий объясняет развитие как прогрес­ сивное, так и регрессивное.

С информационным критерием, предложенным А. Д. Урсулом, можно полностью согласиться. Действительно, внутреннее разнообразие материальных систем и опреде­ ляется разнообразием па уровне элементов, связей и от-

45 А. Д. Урсул. Информационный критерий развития в при­ роде. «Философские науки», 1966, № 2, стр. 49.

48 А. Д. Урсул. Природа информации, стр. 129.

27

ношений, разнообразием функциональных свойств систе­ мы. Количество внутреннего разнообразия системы выра­ жается понятием структурной организации. Критерием развития материальных систем можно считать высоту структурной организации системы. О степени же измене­ ния структурной организации системы, на наш взгляд, можно судить не только по количеству актуального раз­ нообразия элементов, связей и отношений, по и по коли­ честву разнообразия потенциальных возможностей систе­

ний. Определение высоты развития системы через коли­ чество разнообразия потенциальных возможностей имеет смысл применить при системно-структурном исследовании элементарных частиц с целью познания их сущности. Именно на этом уровне выявляется огромное количество потенциальных возможностей системы.

Возможность применения системно-структурного мето­ да исследования для выяснения наличия определенного развития на уровне элементарных частиц имеет большое значепне для научной классификации микрочастиц и соз­ дания теории элементарных частиц. В этом и состоит методологическое значение данного метода исследования для развития физики элементарных частиц.

На ядерном уровне, например, ядро представляет со­ бой систему, отграниченную от виешпей среды. Относи­ тельно неделимыми частями данной системы выступают нуклоны — протоны и нейтроны. Они являются ее элемен­ тами, характеризуют материальное образование со сторо­ ны сложности и структурной сложности. К тому же у различных атомных ядер по-разному расположены нукло­ ны (между протонами может быть один или несколько нейтронов), что свидетельствует и об определенном разно­ образии отношений порядка таких систем. Последнее дает возможность рассматривать упорядоченность и структур­ ную упорядоченность таких материальных образований. Вместе с тем на уровне атомного ядра наличествует и определенное разнообразие отношений и связей, взаимо­ действий между нуклонами, как протон—протонное, ней-

28

трон—нейтронное и протон—нейтронное. Наличие опреде­ ленного количества элементов, связей и отношений ядер­ ных систем свидетельствует об определенной организации и структурной организации системы.

Эти понятия можно рассматривать также и с точки зрения разнообразия потенциальных возможностей систе­ мы, потенциальных элементов, связей и отношений в рам­ ках теории ядра. Так, протон—протонные, нейтрон—ней­ тронные, протон—нейтронные взаимодействия элементов ядра, выступающие потенциальными возможностями на уровне элементарных частиц, на ядерном уровне высту­ пают актуальными, действительными связями. Однако на данном уровне имеется возможность вступления в элек­ тромагнитные воздействия. Эти возможные потенциальные связи на ядерном уровне становятся действительными на атомном, когда атомные ядра вступают во взаимодействие с окружающими их электронами. У различных ядер раз­ личные возможности вступления во взаимодействие с элек­

потенциальными элементами на ядерном уровне, актуаль­ ными на атомном уровне. На данном уровне атомные об­ разования водорода, геллия, лития и др. выступают потен­ циальными целостными образованиями.

Таким образом, можно выделить разнообразие множе­ ства (актуального и потенциального) элементов, связей и отношений ядерной системы. Учет данного количества разнообразия позволяет выделить их структурную слож­

29