5. Учение Сукачева о биогеоценозе.

Живое само создает для себя среду обитания. Биогеоценоз - это элементарная ячейка насыщенных организмами слоев биосферы, маркируемая фитоценозом - растительным сообществом. Это эволюционно сложившаяся, относительно пространственно ограниченная, внутренне однородная природная система живых организмов и абиотической среды, в которой происходит постоянный обмен веществом и энергией.

Сущность биогеоценоза Сукачев видел в процессе взаимного обмена веществом и энергией между составляющими его компонентами, между ними и окружающей внешней средой, а также между самими биогеоценозами. Однако ученый крайне отрицательно относился к попыткам свести биогеоценологию лишь к проблеме энергетики биогеоценоза. Проблемы биогеоценологии - это проблемы комплексного анализа структуры растительного и животного мира, почвы, выявления трофических уровней, определения биологической продуктивности и др.

Биогеоценоз связывается с определенным участком земной поверхности.

Объединяя все указанные составляющие в одно целое, мы получим структуру биогеоценоза. Она включает пять основных функционально связанных частей. Это фитоценоз - растительное сообщество (автотрофные организмы, продуценты); зооценоз - животное население (гетеротрофы, консументы) и микробоценоз - различные микроорганизмы, представленные бактериями, грибами, простейшими (редуценты). Эту живую часть биогеоценоза В.Н.Сукачев относил к биоценозу. Неживую, абиотическую, часть биогеоценоза слагают совокупность климатических факторов данной территории - климатоп и биокосное образование - эдафотоп (почва).

Такая совокупность абиотических компонентов биогеоценоза носит название биотоп.

Все взаимодействия компонентов биогеоценоза связаны между собой совокупностью пищевых цепей и взаимообусловлены.

Главным созидателем живого вещества в пределах биогеоценоза является фитоценоз - зеленые растения.

Биогеоценоз существует только в рамках фитоценоза.

При невозможности выделить фитоценоз участок определяется как экосистема.

6.Понятие о системах. Структура и поведение систем.

Систе́ма (от греч. σύστημα, «составленный») — объединение некоторого разнообразия в единое и чётко расчленённое целое, элементы которого образуют с целым и другими частями определённые отношения; часто наиболее ценным в системе является то, что в неё не укладывается; множество взаимосвязанных элементов, организованных некоторым образом в единое целое и противопоставляемое внешней среде. Под системой могут пониматься не только связанные между собой предметы, но и некоторая совокупность свойств предметов или явлений.

Термин система в его современном значении используется с древности и встречается в трудах Платона (Philebus), Аристотеля (Политика) и Евклида (Начала Евклида). Он означает общее, множество, союз.

Одним из основателей теории систем был биолог Людвиг Берталанфи.

Берталанфи определил систему как «элементы во взаимосвязи»

Существуют модели, принципы и законы, которые применимы к обобщённым системам или их подклассам, независимые от их особого рода, природы их компонентов, типов связей между ними. Кажется, что можно создать теорию, которая бы изучала не системы какого-то определённого рода, но дававшая понимание принципов систем в общем.

В большинстве случаев целое имеет свойства, которые не могут быть познаны при помощи анализа частей целого по отдельности.

Бела Бенати:

1. Философия, включая онтологию, эпистемологию и аксиологию систем;

2. Теория, включающая набор взаимосвязанных понятий и принципов, которые применимы к произвольным системам;

3. Методология, включая набор моделей, стратегий, методов и инструментов, которые служат средством для развития теории систем и её философии;

4. Применение, включая взаимоприменяемость и взаимодействие самих доменов.

Кибернетика может рассматриваться в качестве теории управления механизмами в технологии и природе и основана на понятиях «информации» и «обратной связи», а потому является частным случаем общей теории систем.

Теория катастроф — раздел математики, включающий в себя теорию бифуркаций дифференциальных уравнений (динамических систем) и теорию особенностей гладких отображений.

Термины «катастрофа» и «теория катастроф» были введены Рене Томом (René Thom) и Кристофером Зиманом (Christopher Zeeman) в конце 1960-х — начале 1970-х годов («катастрофа» в данном контексте означает резкое качественное изменение объекта при плавном количественном изменении параметров, от которых он зависит). Одной из главных задач теории катастроф является получение так называемой нормальной формы исследуемого объекта (дифференциального уравнения или отображения) в окрестности «точки катастрофы» и построенная на этой основе классификация объектов.

Теория хаоса в последнее время является одним из самых модных подходов к исследованию рынка. К сожалению, точного математического определения понятия хаос пока не существует. Сейчас зачастую хаос определяют как крайнюю непредсказуемость постоянного нелинейного и нерегулярного сложного движения, возникающую в динамической системе. Согласно теории хаоса, если вы говорите о хаотичном движении цены, то вы должны иметь ввиду не случайное движение цены, а другое, особенно упорядоченное движение. Если динамика рынка хаотична, то она не случайна, хотя и по-прежнему непредсказуема. Непредсказуемость хаоса объясняется в основном существенной зависимостью от начальных условий. Применительно к невозможности делать долгосрочные прогнозы погоды существенную зависимость от начальных условий иногда называют «эффектом бабочки». «Эффект бабочки» указывает на существование вероятности того, что взмах крыла бабочки в Бразилии приведет к появлению торнадо в Техасе. Один из главных выводов теории хаоса, таким образом, заключается в следующем – будущее предсказать невозможно, так как всегда будут ошибки измерения, порожденные в том числе незнанием всех факторов и условий. То же самое по-простому – малые изменения и/или ошибки могут порождать большие последствия.

Еще одним из основных свойств хаоса является экспоненциальное накопление ошибки. Согласно квантовой механике начальные условия всегда неопределенны, а согласно теории хаоса – эти неопределенности будут быстро прирастать и превысят допустимые пределы предсказуемости. Второй вывод теории хаоса – достоверность прогнозов со временем быстро падает. Данный вывод является существенным ограничением для применимости фундаментального анализа, оперирующего, как правило, именно долгосрочными категориями.

Теория сложности.

Сложная система – система, некоторые элементы или связи которой сами являются системой

Объединяя элементы и связи простой системы в комплексы, можно получить в меньшем количестве элементы и связи для сложной системы, которая будет более обозримой и доступной пониманию.

С другой стороны - углублённое изучение элементов простой системы может привести к созданию сложной модели системы.

Сложность системы относительное понятие, зависящее от степени моделирования этой системы в изучающей её интеллектуальной системе

Сложные адаптивные системы являются специальным случаем сложных систем. Они являются комплексными (сложными), поскольку разнообразны и составлены из многих различных взаимосвязанных элементов. Также они являются адаптивными (настраивающимися), поскольку имеют возможность обучаться и накапливать опыт. Термин «сложная адаптивная система» был предложен в междисциплинарном институте Санта-Фе Дж. Холландом, М. Гелл-Манном и другими. Одной из проблем адаптивных систем является проблема выбора нужной информации и стратегии в неоднозначных условиях, когда требуется использовать нестандартные алгоритмы.

Идеи о сложных адаптивных системах и их модели являются довольно существенными для изучения процесса эволюции. Сегодня сложные адаптивные системы становятся основой таких наук как биология, теория адаптации и теория эволюции. Соответственно, теория сложных адаптивных систем связывает исследования в области теории систем с обобщённым дарвинизмом, который предлагает использовать принципы дарвинизма при рассмотрении эволюции широкого ряда сложных объектов, от космических до социальных объектов.

Теория живых систем — это ответвление основной теории систем Берталанфи, созданное Джеймсом Гриром Миллером и предназначенное для того, чтобы формализовать концепцию «жизни». Согласно оригинальной концепции Миллера (см. его выдающийся труд «Живые системы»), «живая система» должна содержать каждую из 20 «критических подсистем», которые определяются своими функциями и могут быть наблюдаемы в широком ряде систем, от простых клеток до организмов, стран и сообществ. В труде «Живые системы» Дж. Миллер представил детальную проработку множества систем, расположенных по возрастанию их размера и идентификации подсистем в них .

Окружающая среда и границы

Теория систем рассматривает мир как сложную систему взаимодействующих частей. Для выделения системы определяются её границы, а части системы отделяются от окружающей среды. Затем строится модель системы, позволяющая понять её свойства и структуру и предсказывать её поведение.

Природные и искусственные системы

Все системы можно подразделить на природные и искусственные. В отличие от природных систем, искусственные системы делаются с некоторой целью, достигаемой при их использовании. Для получения нужного результата искусственные системы конструируются специальным образом, а их части должны составлять необходимое единство и функционировать соответствующим образом.

Процессы преобразования

В системе могут осуществляться процессы преобразования входных потоков вещества, энергии и информации в выходные потоки. В целенаправленной деятельности системы программируются на определённые входные потоки и на производство заданного выходного продукта.

Субсистема (подсистема)

Подсистема — система, являющаяся частью другой системы. Надсистема — более крупная система, частью которой является рассматриваемая система. В математике вместо понятия системы и подсистемы чаще всего оперируют понятиями множество и подмножество.

Модель системы

Изучение и разработка систем совмещает множество аспектов, таких как планирование, анализ, дизайн, комплектация, порядок функционирования, структура, поведение, входные и выходные потоки. Для описания и представления всех этих аспектов необходима модель системы.

Модель - это объект, структура которого, связана со структурой объекта-прототипа некоторым отношением (сходства, подобия,...); И связь наблюдается интеллектуальной системой.

Архитектура системы

Архитектура системы — концепция, задающая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов системы.

Типы систем

Замкнутые системы — системы, у которых отсутствует какой-либо обмен энергией, материей и информацией с окружающей средой. Для замкнутых систем характерно увеличение беспорядка (второе начало термодинамики).

Закрытые системы характеризуются отсутствием какого-либо обмена материей с окружающей средой и возможностью обмена энергией и информацией.

Изолированные системы имеют возможность обмениваться с внешним миром только информацией.

Открытые системы, в отличие от замкнутых, допускают обмен энергией, материей и информацией с окружающей средой. В открытых системах могут происходить явления самоорганизации, усложнения или спонтанного возникновения порядка