Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация мироздания. Тектология ХХI. Монография
.pdf
Для эволюции должно существовать некоторое однонаправленное «поле
сил». Эволюция жизни на Земле происходила на фоне однонаправленного
уменьшения температуры, уменьшения радиоактивности, повышения активности Солнца и т.п. Любое движение обуславливается неравновесием сил.
В главе 3 рассмотрен принцип гетерархии организаций, асимметричности
связей. Для всех организаций (не только живых) коридор развития задаётся
«системной памятью» [57]. Прыгающий мячик всегда будет стремиться скатиться с горы, но не забраться на вершину. В данном случае склон горы является системной памятью о прошлых процессах горообразования.
Возвращаясь к рис. 5.4, целесообразно вспомнить известный в квантовой
физике туннельный эффект, заключающийся в том, что элементарная частица,
например, электрон, может быть обнаружена в зоне 2, хотя энергии для перехода из положения 1 в положение 2 теоретически ей не хватает. Квантовая физика
[31, 124] не дает объяснения причин «туннельного» эффекта. Пример рис. 5.4
дает возможность объяснить туннельный эффект не только в микромире, но и в
макромире, при этом не прибегая к представлениям квантовой физики. Объект
попадает в зону 2 на «волне» флюктуаций.
Есть еще одно свойство флюктуаций, которое появилась в свете нашей
трактовки понятия информации. Флюктуации — это разновидность неодно-
родностей, т.е. разновидность информации. Одна информация порождает
другую.
Выводы
1. Умопостигаемое количество информации оценивается как порядок.
2. Непознанный порядок считают хаосом. Появление познаваемых струк-
тур оценивается как упорядочение.
3. Энтропия (мера хаоса) ограничена в применимости, т.к. из триединства
вещества, энергии, информации описывает только энергетическую составляющую тепловых процессов.
4. Энтропия не может служить мерой беспорядка в сложных системах.
5. В популярном изложении устойчивость систем разной сложности под-
менили понятием «энтропия».
6. Вопреки росту энтропии Мир развивается от сложного порядка к более
простым агрегатам.
7. Статистические законы термодинамики маскируют процессы самоорга-
низации Мира.
8. Самоорганизация, направленная эволюция происходит на уровне флюк-
туаций. Для этого необходима асимметрия сил, источники энергии и множество
попыток.
121
ГЛАВА 6. ЗАКОНЫ ОРГАНИЗАЦИИ. СТАТИКА
Развитие теории организации убеждает, что сложным объектам неживой,
биологической, социально-психологической природы свойственны схожие
принципы функционирования, развития и эволюции. Особо крупные обобщения в этом плане сделал А. Богданов [34]. Поведение роботов и людей может
быть похожими на поведение животных [27]. Жизненный цикл звездных систем
аналогичен жизненному циклу живых существ. Социальные системы в своём
развитии следуют архетипам поведения людей [15]. Появилась теория организации. Разрабатываются единые алгоритмы изобретательства [20]. Синергетика
исследует универсальные законы самоорганизации неравновесных систем
[219]. Знание инвариантов позволяет избегать ошибок при проектировании организаций.
Целью настоящей главы является обобщение и классификация инвариантных явлений, которые присущи организациям разного типа. Следует напомнить, что мы выводим законы природы из субъективных моделей, поэтому все
законы имеют ограниченное применение. Ограниченность законов определя-
ется имманентной неполнотой моделей (глава 1).
Основой Мира является движение (Гераклит). Но ощущение организации,
организованности в сознании возникает только в том случае, если явление
устойчиво и существует возможность его исследовать, создать модель (образ).
Поэтому моделям организаций присуща «устойчивость».
Под статикой следует понимать не абсолютную неизменность состояния
организации, а периодические колебания около равновесного состояния.
Например, часы «идут», но при этом являются статичным объектом. Состояние
устойчивости часто называют гомеостазисом. Статичные объекты удобны для
моделирования. Полностью разделить статику и динамику невозможно, поэтому в настоящей главе постоянно упоминается гомеокинез, но этому специально
посвящена глава 7.
Статические законы приводятся ниже. Двойные названия первых трёх законов отражают дуализм онтологии и гносеологии. Левая половина отражает
«онтологическую», а правая — гносеологическую (модельную) сторону закона.
Левая половина отражает «предполагаемую», а правая «ощущаемую» сторону
явления.
Закон бесконечности — ограниченности подробно обсуждался в главе 2.
Фрагментация Мира с целью познания осуществляется путем выделения из
континуума некоторых «отдельностей», отличающихся физическими парамет-
122
рами, функциями или активностями. Только сознание человека «рисует» четкие
границы между объектами. Реально все объекты разделены переходными зонами различной протяжённости (рис. 2.1). Объективный Мир — непрерывный,
безграничный, а субъективный — ограничен параметрами моделей.
Из первого закона следует второй закон связанности — дискретности.
Связанность означает, что нельзя выделить сознанием какой-либо фрагмент
континуума так, чтобы он реально был не связан с другими фрагментами.
Только модели имеют границы.
Закон хаотичности — упорядоченности изложен в главе 5. Мировой
континуум упорядочен и все организации также. В этом порядке заключён алгоритм (дух, идея) развития.
Когда исследователь из континуума мысленно выделяет комплекс, который называется «организация», то он его в своих целях прагматично упорядочивает.
Когда организация проектируется человеком, то упорядочиваются цели её
подсистем и элементов для достижения общей цели.
Упорядочение организаций может осуществляться разными способами,
например, мысленной дефрагментацией по структурному признаку, иерархи-
ческому признаку и др. (см. главу 3). При проектировании организаций или
расчленении природных объектов на фрагменты (элементы) приходится соблюдать пропорции между размерами, количественными соотношениями их
частей, активностями тех или иных функций. Если пропорции соблюдены правильно, то эффективность функционирования организации повышается, возрастает устойчивость, удлиняется жизненный цикл. Если одна нога станет короче
другой, то возникнет хромота. Другими словами, требуется соблюдение закона
пропорциональности.
Этот закон в большинстве случаев не имеет количественного выражения.
Поиск оптимальных пропорций осуществляется эмпирически или интуитивно.
Известное «золотое сечение» является единственным количественным критерием идеальной пропорции, идеальной красоты, идеальной целесообразности.
Чувство красоты основано на подсознательной оценке пропорциональности,
рациональности, целесообразности.
В структуру организации могут быть объединены не любые элементы.
Существует ограниченный набор способов соединений. Ограничения осуществляются не только по совместимости, но и по ритмике, синхронизации
темпов их эволюции. В организмах эти законы строго соблюдаются. Размер и
123
рост всех органов точно детерминирован во времени и пространстве. Только
раковая опухоль игнорирует организменный порядок.
Другой известный закон слабого звена является частным случаем закона
пропорциональности. Его можно иллюстрировать пословицей: «Где тонко, там
и рвётся». Если цепь из 100 звеньев, имеет всего одно непрочное звено, то затраты на укрепление всех остальных звеньев окажутся напрасными. Разрушение произойдет в «слабом» звене.
Закон синергии (эмерджентности) также относится к семейству законов
пропорциональности. «Синергия» означает резкое усиление свойств, появление нового качества при взаимодействии правильно подобранных элементов.
Эмерждентность может быть ярко выраженной, слабой или почти незаметной,
но «синергия» — это яркая эмерджентность. Синергия — это существенное
изменение функций, но в пользу или во вред — это зависит от точки зрения.
Синергия может проявляться как следствие асимметричности взаимодействий
частей организации (иерархии связей).
Иногда эмерджентность не замечается наблюдателем, поэтому такие объекты некоторые авторы ошибочно считают не системами. Однако у любой организации есть эмерджентные свойства. Сам факт выделения системы из континуума свидетельствует о наличии эмерджентных свойств, отличающих её от
среды.
Объединение элементов в систему ограничивает степени свободы, уменьшает количество возможных связей, что проявляется в изменении свойств.
Смесь одного литра этилового спирта и одного литра воды даст объем жидкости (водки) менее двух литров. Эффект проявился в результате более плотной
упаковки молекул, как при смеси шаров разного размера, когда малые шары
могут поместиться между крупными шарами.
Синергия может возникать при соблюдении нужных пропорций между частями или функциями организации. Малые дозы лекарства могут вызывать лечебный эффект, но при увеличении доз произойдёт отравление.
Эффект синергии можно объяснить математической шуткой. Если целое
равно сумме частей (2 + 2 = 4), то это не синергия. Но если 2 + 2 > 4, то мы имеем пример синергии.
Все связи обладают явной или скрытой асимметрией, поэтому отметим
закон несимметричности взаимодействий. Известный закон необходимого
разнообразия также попадает в сферу действия закона пропорциональности.
Подробнее он будет рассмотрен ниже.
124
Законы сохранения известны в химии и в физике. Закон сохранения
Устойчивость.
Продолжительность ЖЦ
нуклоны
ядра
атомы
молекулы
белки
клетки
организмы
ценозы
биосфера
вещества (химия) был известен ещё Ломоносову. Закон сохранения энергии
(Лавуазье, Больцман) составил основу первого закона термодинамики. В разделе 4.1 ставился вопрос о возможности существования закона сохранения триединой сущности (вещества, энергии, информации).
Энергия внутри организации может сохраняться, если организация изолирована от среды. В открытых системах закон сохранения ВЭИ можно понимать
как сохранение баланса. Сколько ВЭИ поступает на вход, столько и выхо-
дит, в том числе бесполезно рассеивается (диссипация). В главе 4 исследована возможность превращения энергии первоматерии (сетевого субстрата) в
вещество, в его совокупное движение и в атрибутивную информацию. Важнейшими обобщениями можно назвать закон единства и связанности Мира,
закон триединства вещества, энергии, информации (ВЭИ) и закон сохранения ВЭИ (глава 4). Эти три закона можно обобщить как закон единства
движения и состояния. В главе 7 рассмотрим динамику изменения ВЭИ в
процессах эволюции Вселенной.
«Закон устойчивости» является важнейшим инвариантом организации.
Организации считаются устойчивыми, если определённое время способны существовать в узнаваемом варианте. Статическое моделирование возможно
только во время относительно устойчивого существования организации. Длительность существования — это понятие относительное. Звезды «живут» миллиарды лет, животные — годы, некоторые микрочастицы — мгновения.
На рис. 6.1 приводится зависимость длительности жизненных циклов (ЖЦ)
объектов разных эволюционных ярусов в порядке очерёдности их образования.
Рис. 6.1. Устойчивость различных организаций
125
Устойчивость имеет множество синонимов: «самосохранение, самоорганизация, гомеостазис, инерция, консервативность, стабильность, адаптивность».
Не следует думать, что устойчивость отражает неизменность (стабильность)
структур и процессов в организациях. Организация «защищается» от внешних и
внутренних попыток разрушения, изменяя свое поведение, структуру, элементы, связи, чтобы сохранить первоначальные функции и движение к некоторой
цели. Даже в тех случаях, когда пушечное ядро отскакивает от неподвижной
корабельной брони, внутри структуры брони происходит интенсивное движение (деформации, тепловое движение).
Всеобщий закон консервативности известен в механике как закон инерции Ньютона, в химии как принцип Ле Шателье, в физике — как закон Ленца, в
обществе — как традиции.
Изменчивость является атрибутивным свойством Мира, поэтому в природе
полностью неизменных объектов не существует. Каждый объект возникает,
развивается и «умирает».
Поэтому устойчивость живых систем корректнее охарактеризовать
понятием «жизненный цикл». Чем длиннее ЖЦ, тем устойчивее объект в
определённых условиях. Закон жизненного цикла в динамике будет рассматриваться в главе 7.
Устойчивость неживых объектов определяется прочностью связей.
Например, чтобы разрушить связь между нуклонами в ядре атома, нужна температура в миллиарды градусов. Атом «прочнее» и долговечнее молекулы.
Чтобы разрушить электромагнитную связь в молекулах достаточно температуры до 1000 К. Белковые молекулы деградируют при 300 К. В живой клетке собраны миллиарды белковых молекул и эта структура не могла бы существовать, если бы не сформировался новый механизм самосохранения. Как видно,
развитие неживых организаций никак не сопровождается ростом стабильности
структур, т.к. сопровождается ослаблением связей. Эта тенденция отражена
нисходящей кривой в левой части рис. 6.1. Однако на каждом иерархическом
уровне сложности есть некоторый максимум устойчивости. Среди нуклонов
протон более устойчив, чем нейтрон. Среди атомов железо устойчивее других
[115].
Повышение устойчивости организаций достигается в псевдосейф-
системах (глава 2) за счёт многократного дублирования ослабленных эле-
ментов и связей (эффект масштаба). Например, скопления атомов водорода и
гелия в звездах существуют миллиарды лет, но их существование есть процесс
непрерывного изменения («умирания»). Постепенно «выгорает» сначала водо-
126
род, затем гелий. Звезда непрерывно изменяет свои параметры: яркость, размеры, светимость, спектральные характеристики. Остается постоянным только
сам факт реакций синтеза ядер атомов в недрах звезды. Звезда существует долго, но каждую секунду она другая. Аналогично ведут себя планеты. Принято
считать, что нервные клетки мозга не восстанавливаются (появились сведения о
делении нейронов), но мозг человека содержит миллиарды нейронов, которые
постоянно отмирают. Однако их избыточного количества хватает на целую
жизнь. Удлинение ЖЦ в приведенных примерах можно объяснить большим резервом необходимых элементов. Чем больше элементов в системе, тем про-
должительней процесс их утилизации. Это явление принимается во внимание
при конструировании саморегулирующихся систем. Приведём цитату: «Важнейшим свойством любого регуляторного процесса в системе является характерное время его протекания, каждый последующий (высший в иерархии) процесс должен проходить в существенно замедленном темпе по сравнению с первичным оптимизационным процессом. Объясняется это тем, что
оптимизационный процесс на каждом ярусе в иерархии базируется на обобщении результатов ряда более быстрых оптимизационных процессов низших
ярусов» [57].
Поскольку организация складывается не только из элементов, но и связей
(которых больше, чем элементов), то принцип необходимого разнообразия следует распространить и на связи. Повышение числа элементов само по себе отнюдь не повышает устойчивость биосистемы. Устойчивость организации по-
вышается избыточностью каналов, поставляющих ресурсы.
Для живых организаций наблюдается эффект масштаба. Бактерия живёт
около 20 мин. Клетка в организме — несколько месяцев. Организмы — год и
более. Виды млекопитающих существуют в среднем 2–3 млн лет и потом вымирают. Роды млекопитающих существуют около 8 млн лет, семейства — около 30 млн лет, отряды — 73 млн лет, а типы, например, хордовые — сотни миллионов лет, вся биосфера Земли — 4 млрд лет [10, 207]. Срок «жизни» биосферы соизмерим со сроком жизни планеты. Следует дополнительно пояснить
механизм увеличения сроков существования особо крупных организаций.
Представим крупное производство, имеющее сотни типов станков. По мере износа станки по очереди заменяются современными станками. Этот процесс
растянут на много лет. Замена одного станка практически не изменяет характера производства. Но когда будет заменено хотя бы 50% станков, то возникнет
совершенно новое производство. Эволюция производства есть следствие эволюции станков. Станок живет меньше, чем производство.
127
Устойчивость организаций определяется не простым количеством специализированных элементов, которые могут погибнуть все одновременно, а уни-
версальными элементами, которые способны взаимно компенсировать
утраченные функции. В случае катастрофы погибать должны не все элемен-
ты, чтобы оставшиеся начинали жизненный цикл новой организации. Например, биосфера Земли пережила около 7 катастроф, но сохранившиеся организмы возрождали изменённую биосферу [202].
Развитие часто направлено в сторону специализации отдельных элементов
организации, поэтому в случае экологической катастрофы в первую очередь
погибали высшие (сложные) организмы, а бактерии выживали [183]. В биосфере до сих пор сохранились самые древние клетки (прокариоты), но вымерли
многие новообразования (например, динозавры, гигантские млекопитающие).
Умирание организма начинается с наиболее молодого и сложного органа —
мозга, а затем отмирают другие клетки. При потере памяти забываются события вчерашнего дня, но помнятся события раннего детства (склероз). Крупные
звезды взрываются, а средние медленно эволюционируют. Крупные организмы
труднее обеспечить питанием.
Однако простое увеличение количества одинаковых элементов в организации не всегда повышает её адаптивные возможности. Чем больше в системе
сложных и длинных каналов связей, тем выше вероятность их разрушения. Поэтому рост сложности должен сопровождаться повышением надёжности
элементов и связей.
По этой причине живая природа не только дублирует свои функции множеством резервных элементов и связей, но восстанавливает повреждения, ремонтирует свои элементы. Например, белковые молекулы в клетке существуют
несколько суток и периодически подвергаются восстановлению [207]. В клетке
имеются белковые молекулы — контроллёры, выявляющие дефектные структуры и вызывающие «ремонтников». Клетки также периодически отмирают и
заменяются новыми. Организмы восстанавливают хвосты, ногти, кожу, волосы,
стенки желудка. Человек полностью обновляется за несколько месяцев. В рамках популяции умирают одни и рождаются новые организмы. Перманентное
обновление элементов позволяет сложной организации гибко изменяться, адаптироваться к новым условиям. Такие организации сохраняют не гомеостазис, а
поддерживают гомеокинез.
Можно построить сооружение из очень прочных элементов, но можно соорудить его из «слабых», но легко замещаемых элементов, и сооружение так-
же будет долговечным, если своевременно осуществлять замену «слабых
звеньев».
128
Процессы регенерации существуют и в неживой природе. Псевдосейфсистемы сохраняют свой стохастический каркас посредством постоянной замены разрушающихся связей (раздел 2.2). Кристаллы «залечивают» дефекты. Ледяная «сосулька», как ящерица, восстанавливает обломленный кончик. В связи
со всем сказанным, правая ветвь кривой рис. 5.1 повышается.
В техносфере регенерация осуществляется целенаправленными действиями (управление). Самолёт содержит больше узлов и деталей, чем автомобиль,
поэтому во избежание аварий техосмотр, профилактическая замена их осуществляется постоянно. В космических аппаратах предусматривается многократное дублирование ответственных узлов.
Длительный ЖЦ организации не гарантирует защиту от катастроф. Эта характеристика означает всего лишь хорошую адаптацию к благоприятным условиям существования. Организации с коротким жизненным циклом (бактерии)
демонстрируют чудеса стойкости. Возникнув примерно 3,8 млрд лет назад,
прокариоты дожили до наших дней, а гиганты рептилии исчезли [147]. Жизненный цикл бактерий составляет десятки минут, но они выдержали все природные катастрофы и даже натиск антибиотиков. Устойчивость мухи, живущей
сутки, может оказаться выше, чем у человека. В случае экологической катастрофы вымрут долгоживущие гиганты, а мухи сохранятся [186]. Рыба великолепно приспособлена к жизни в воде, но легко может погибнуть при высыхании
водоёма. Земноводные могут жить и в воде, и на суше. Таким образом, разно-
образие функций позволяет сопротивляться катастрофам. Вариативность
поведения при коротком жизненном цикле позволяет легче адаптироваться.
При современной динамичной экономике сокращение ЖЦ коммерческих организаций позволяет им быстрее адаптироваться в условиях рынка.
Для живых систем трудно применить классическое понимание устойчивости, которое подразумевает возвращение системы в исходное состояние после
выхода из равновесия. Живые системы не имеют состояния устойчивого равновесия и оказывают сопротивление негативному воздействию посредством постоянной реорганизации своих процессов и структур. Кроме того, живые системы могут и не сопротивляться внешним воздействиям, если последние благоприятны. После прекращения внешнего воздействия (реально оно никогда не
прекращается) живая система возвращается к некоторому подобию прежнего
состояния. Постоянные изменения живых систем лучше назвать гомеоки-
незом (вместо гомеостаза).
Итак, устойчивость организаций обеспечивается следующими
факторами:
129
1. Прочностью связей между элементами. Этот механизм лучше всего ра-
ботает в неживых организациях.
2. Избыточностью взаимозаменяемых элементов и связей. Используется
как в живых, так и в неживых организациях.
3. Механизм регенерации утраченных частей является прерогативой жи-
вых организаций, но встречается и в кристаллических агрегатах.
4. Разнообразием адаптивных реакций (живые организации).
5. Наличием системной памяти (опыт прошлого, признаки разума, интел-
лекта). Системной памятью обладают не только живые системы [57], но абсолютно все.
Закон открытости организаций можно сформулировать в связи с тем,
что закрытых организаций в цельном и связанном Мире быть не может.
Например, функционирование атома не нуждается в притоке внешней энергии.
Но, следуя концепции мирового субстрата, можно предположить, что атом потребляет энергию мирового субстрата. Если этого не происходит, то возникает
прецедент вечного двигателя.
Неживые организации способны существовать без притока ВЭИ извне.
Чем меньше на них «влияют», тем они стабильнее. Но при этом они остаются
открытыми системами, т.к. не изолированы от среды.
Все организмы являются открытыми системами, но «открытость» для них
является необходимым условием существования. Если перекрыть потоки ВЭИ,
то организм перейдёт в статус неживого вещества. Организмы — это энерге-
тические вампиры, потребляющие энергию окружающей среды. Этот факт
является ещё одним отличием живого от неживого.
Например, растения потребляют энергию солнечного света, превращая её в
энергию химических соединений (химическая энергия). Травоядные животные,
потребляя растительную пищу, трансформируют химическую энергию в энергию собственной жизнедеятельности. Далее следуют хищники. На конце трофической цепи редуценты (грибы, бактерии) используют энергию химических
связей умерших организмов [186]. Если неживые организации существуют
только за счёт скрытой энергии субстрата, то живые дополнительно к этому используют энергию своих «соседей».
Живое вещество Земли за год пропускает через себя и преобразует количество химических элементов, соизмеримое с массой земной коры [41, 42]. Это
свойство в неживой материи (косной) очень слабо выражено и может быть обнаружено в каталитических процессах, протекающих на поверхности глин.
Окружающая среда — это ресурс, потребляемый живым веществом. Интенсив-
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]