§3. Следствия из аксиом
Выше рассмотренные соображения касаются не только сообществ людей. В любой системе есть иерархия. Она есть в звёздных и планетарных системах, в кристалических системах, в системах биосферы и вообще во всех системах без исключения и независимо от сложности систем. Это определяется следствиями из аксиом, которые являются обязательными для любых систем.
Независимость цели. Цель не зависит от объекта (системы), поскольку определяется не данным объектом, не его потребностью, а потребностью другого объекта в чём-то (диктуется внешней средой или другой системой). Но понятие «система» по отношению к данному объекту зависит от цели, т.е., от соответствия возможностей данного объекта выполнить заданную цель. Цель задаётся извне и объект строится под неё, а не наоборот. Только в этом случае он является системой.
Например, существует потребность в доставке кислорода в клетки живого организма из окружающей атмосферы. Эту потребность может удовлетворить только такая система, которая может переносить кислород из атмосферы к клеткам организма (целью является перенос кислорода). Эту функцию выполняет система обмена метаболических газов (СОМГ). У некоторых насекомых эта система состоит из одного элемента – системы внешнего газообмена (СВГ). Это так называемая трахеальная СОМГ, осуществляющая перенос кислорода с помощью воздушного потока, доходящего прямо до любых клеток тела насекомого. Это возможно лишь благодаря малым размерам его тела. У высших животных, включая человека, СОМГ уже состоит из двух элементов – СВГ и системы кровообращения (СК). Часть переноса осуществляется за счёт воздушного потока, а часть – за счёт потока жидкости со специальными молекулярными проводниками газов (гемоглобин для кислорода и бикарбонаты для углекислого газа). У высших животных цель осталась та же, но для её выполнения система (СОМГ) была перестроена.
Ещё раз отметим необычность первого следствия – цель системы определяется потребностью в чём-то каким-то другим объектом (внешней средой или другой системой). Здравый смысл подсказывает нам, что вроде бы выживаемость является потребностью данного организма (данной системы). Но из первого следствия выходит, что потребность выживать исходит не из данного организма, а задана ему какой-то другой внешней по отношению к нему системой, например, природой, а организм пытается выполнить эту цель.
Специализация функций системы. В ответ на определённое (специфическое) внешнее воздействие система всегда даёт определённый (специфический) результат действия.
Например, сфинктеры могут только сокращать свой просвет, но не могут секретировать или проводить возбуждение. Секреторные клетки могут только выделять специфический секрет (гормон, мукозу, желудочный сок, инсулин и т.д.), но не могут сокращаться, передавать давление и т.д. Функциональные единицы вентиляции лёгких (ФЕВ) могут пропускать через себя только воздух, но не жидкость. Функциональные единицы перфузии лёгких (ФЕП-МКК) могут пропускать через себя только жидкость (кровь), но не воздух. Саркомеры активно могут только сокращаться, но не удлиняться. И т.д.
Специализация – это целенаправленность. Любая система специализиро-вана (целенаправлена), и это исходит из аксиомы. Нет систем вообще, есть конкретные системы. Поэтому у любой системы есть её специфическая цель. Специализация эритроцитов – переносить кислород. Специализация белых клеток крови – защищать организм от инородных тел.
Элементы исполнения (исполнительные СФЕ) каких-либо систем могут быть однотипными (одинаковыми, не дифференцированы друг от друга). Если же элементы исполнения отличаются друг от друга (разнотипны), то данная система состоит из дифференцированных элементов.
Клетки бластулы (яйцеклетка на стадии деления) не дифференцированы. Но начиная с некоторого определённого момента деления, возникает их дифференциация, появляются стволовые специализированные клетки, дающие начало зарождения отдельных специализированных тканей – нервных клеток, мышц, секреторных клеток и т.д.. Ткани содержат уже глубоко специализированные клетки, которые имеют специальные функции (сокращения, секреции, возбуждения, и т.д.). У раковых клеток происходит обратный процесс – уменьшение дифференциации, они ближе к бластуле, чем полностью дифференцированные клетки, из которых они произошли.
Цельность системы. Система проявляет себя как единичный и целостный объект. Это вытекает из единства цели, которое присуще только системе в целом, но не её отдельным элементам в частностях. Цель объединяет элементы системы в единое целое.
Например, часы являются цельным и единым объектом, хотя и состоят из многих мелких и крупных составных частей (рис. 32).
Рис. 32. Часы в сборе являются цельным объектом (А), хотя и состоят из многих элементов (В).
Система кровообращения также является единым и целостным объектом с одной главной целью – обменивать метаболические газы между воздухом в лёгких и клетками организма, хотя и состоит из четырёх элементов – сосудистой системы, двух насосных систем (левый и правый желудочки сердца) и крови, а каждый из них состоит из ещё более мелких объектов.
Ограниченная дискретность системы. Нет ничего неделимого и любую систему можно разделить на части. При этом любая система состоит из конечного числа элементов (частей) – элементов исполнения (подсистем, элементов, СФЕ) и элементов управления (блока управления).
Например, система обмена метаболических газов (СОМГ) состоит всего лишь из двух частей – системы внешнего газзобмена и системы кровообращения, хотя в каждой из них можно выделить ещё подсистемы и ещё подсистемы, и так до отдельных альвеол, сосудов, клеток, молекул, атомов и пр. Живой организм состоит из огромного числа элементов. Если мы начнём считать все веточки сосудов, клетки, молекулы, атомы и т.д., мы никогда не сможем остановиться, хотя все эти элементы входят в состав СОМГ. Но они входят в состав СОМГ только на уровнях своих иерархий. Сама же СОМГ состоит всего лишь из двух частей (подсистем, систем), функции которых определяют суммарную функцию СОМГ. Делить на подсистемы можно бесконечно, но сами системы имеют ограниченное и конечное число элементов.
Иерархичность системы. Элементы системы находятся в различных отношениях между собой и место каждого из них является местом на иерархической лестнице системы.
Система хотя и проявляет себя как единичный и целостный объект, но состоит из элементов (подсистем, частей), т.е., систем более низкого порядка. В то же время она сама может быть системой (подсистемой, частью), входящей в состав системы более высокого порядка.
Все элементы нашего мира взаимосвязаны в той или иной степени. Отсюда следует, что в принципе существует только одна Система под названием «Мир» (Вселенная, и т.д.), а всё, что в нём существует, является его элементами (подсистемами, СФЕ, частями, элементами, членами, и т.д.). Мы пока не знаем ни целей этой Системы, ни даже того, существует ли эта Система (Вселенная, доступная нам в изучении) в единственном числе, или их много. Возможно существуют бесконечные продолжения в стороны более высокого или низкого порядков.
Но в любом случае биосфера является органичным элементом этого мира и, в то же время, окружающей средой для организма человека. А организм человека является естественным элементом биосферы, которая воздействует на него и вызывает его реакции. Именно воздействия внешней среды могут привести к различным болезням – поражениям различных СФЕ организма.
Иерархичность систем обусловлена иерархичностью целей. У системы есть цель. А для достижения этой цели необходимо решить ряд более мелких подцелей, для которых большая система содержит ряд подсистем различной степени сложности, от минимальной (СФЕ) до максимально возможной сложности.
Иерархичность – это различие между целями системы и целями её элементов (подсистем), которые являются для неё подцелями. Причём, системы более высокого порядка ставят цели перед системами более низкого порядка. Таким образом, цель высшего порядка подразделяется на ряд подцелей (целей более низкого порядка). Иерархия целей определяет иерархию систем. Для достижения каждой из подцелей требуется специфический элемент (следует из закона сохранения). Управление в иерархической лестнице осуществляется согласно закону «вассал моего вассала не мой вассал». Т.е., прямое управление возможно лишь на уровне «система – собственная подсистема», и невозможно управление системой подсистемы её подсистемы. Царь, если он хочет отрубить голову рабу, он не делает это сам, а приказывает своему подчинённому палачу.
Любой живой организм является частью (системой, подсистемой) системы более высокого порядка – семьи, рода, вида и мира живых существ. А эти системы более высокого порядка, в свою очередь, являются элементами другой системы ещё более высокого порядка, называемой биосферой, которая сама является элементом системы ещё более высокого порядка, называемого «планетой Земля». Элементы живого организма (системы и подсистемы, состоящие из клеток, жидкостей и пр.) являются системами более низкого порядка по отношению к нему самому. Цель организма как системы – выжить в условиях биосферы. Эта цель подразделяется на ряд более мелких целей (подцелей) – двигаться, питаться, снабжать себя кислородом, удалять из себя все конечные продукты метаболизма, и т.д. Для каждой из этих подцелей существуют специфические системы (подсистемы, элементы), каждая из которых имеет только их специфические функции.
Функция системы. Результат действия системы является её функцией. Для достижения цели система должна целенаправлено выполнять определённые действия, которые в результате которых появляется функция системы. Цель является аргументом для системы (императивом), а результат действия системы – функцией.
Функции системы определяются набором исполнительных элементов, их взаимным расположением и блоком управления. Понятия «система» и «функция» неразделимы. Нет нефункциональных систем. Функциональная система – это тафтология, потому что они все функциональные. Но может быть не функционирующая в данный момент система (в режиме ожидания). После того, как на неё будет оказано определённое внешнее воздействие, она обязательно даст определённый и специфический результат действия (будет функционировать). Без внешнего воздействия нет действий системы (не функционирует). Пистолет не выстрелит, пока не нажмешь курок. Миоцит сокращается только после подачи на него синаптического импульса. Аорта растягивается только во время систолы левого желудочка, кисть руки работает только после сокращения мышц проминаторов или супинаторов, и т.д.
Вообще говоря, принято, что аргументом является внешнее воздействие, потому что на этом принципе производится построение графиков функции. По оси «Х» откладываются значения аргумента (внешнего воздействия), а по оси «У» – значения функции. Введение понятия цели вводит новый элемент графика – должную кривую, показываающую, каким образом должна вести себя функция при изменении внешнего воздействия. Т.е., цель указывает системе, каким образом она должна вести себя при определённом внешнем воздействии. Поэтому при учете цели аргументом является не внешнее воздействие, а цель.
Нужно различать внутренние функции системы (подфункции), принадлежащие её элементам (подсистемам, СФЕ), и внешние функции, принадлежащие всей системе в целом. Внешняя функция системы – это результат её собственного действия, выходящий из системы. Внутренние функции системы – это результаты действия её элементов.
Результативность систем. Соответствие результата действия поставленной цели характеризует результативность систем.
Результативность систем прямо связана с их функцией. Функция системы в плане результативности может быть достаточной, гиперфункцией, отстающей и полностью (абсолютно) недостаточной. Система выполняет какие-либо действия и это приводит к появлению её результата действия, который должен соответствовать той цели, для которой данная система создана. Результативность систем основана на их специализации. «Сапоги должен шить сапожник, а пироги печь пирожник». Если сделать наоборот, то не всегда результаты действия реальных систем будут соответствовать целевым (частичная результативность, или её отсутствие). Результат действия системы (её функция) должен полностью соответствовать качественно и количествено заданной цели. Он может не соответствовать, быть побочными, или даже быть противодействующими (противоцелевыми), причём у реальных систем могут быть все эти виды результатов действия одновременно. Только у идеальных систем результат может полностью соответствовать заданной цели (полная результативность). Но системы с коэффициентом полезного действия в 100% нам неизвестны.
Интегральный результат (интегральная функция) есть сумма отдельных побочных и полезных результатов действия. Эта сумма и определяет принадлежность данного объекта к понятию «система» в приложении к данной цели. Если сумма положительна, то в отношении заданной цели данный объект является системой той или иной эффективности. Если сумма равна нулю, то объект не является системой по отношению к данной цели (нейтральный объект). Если сумма отрицательна, данный объект является антисистемой (системой со знаком минус, препятствующей достижению данной цели). Это касается как самих систем, так и её элементов. Чем выше коэффициент полезного действия, тем результативнее система.
Несоответствие результата действия данной системы должной величине зависит от несоответствия количественных и качественных ресурсов системы, например, вследствие поломки (разрушения) или неправильного и/или недостаточного развития её элементов исполнения (СФЕ) и/или управления. Поэтому любой объект является элементом системы только в том случае, если его действия (функции) соответствуют достижению заданной цели. В противном случае он не является элементом данной системы.
Например, нефроны являются элементами системы водно-минерального обмена, которая в свою очередь является важным элементом системы стабилизации артериального давления. Если нефроны почек нормально работают, то водно-минеральный обмен будет нормальным и артериальное давление также будет нормальным. Если происходит разрушение почечных нефронов, то начиная с некоторого момента начинает развиваться артериальная гипертония почечной этиологии. Т.е., до истощения ресурсов, при достаточном количестве СФЕ (нефронов) результат действия соответствует заданной цели – артериальное давление стабильно и в пределах нормы. При истощении ресурсов, когда число разрушенных СФЕ (нефронов) превысит критическое, система стабилизации артериального давления переходит в свою антитезу – вместо стабилизации происходит увеличение артериального давления.
Результативность систем полностью определяется ограниченностью действий систем.
Ограниченность действий системы. Любая система характеризуется качественными и количественными ресурсами. В понятие ресурсы входит понятие функционального резерва - какие действия и сколько таких действий система может выполнить.
Качественные ресурсы определяются типом элементов исполнения (типом СФЕ), а количественные ресурсы – их количеством. А поскольку реальные системы имеют определённое и конечное (ограниченное) число элементов, то отсюда следует, что реальные системы имеют ограниченные качественные и количественные ресурсы. «Качественные ресурсы» – это «какие действия (или «что») может выполнять данная система (давить, толкать, переносить, удерживать, снабжать, секретеровать, заслонять свет и т.д.). «Количественные ресурсы» – это «сколько мер» (литров, mm Hg, единиц проживания, и т.д.) таких действий может выполнять данная система
Качественные ресурсы системы «кислородтранспортные единицы крови» (гемоглобин эритроцитов) заключаются в том, что СФЕ системы способны переносить кислород. Других действий, кроме этого данная система не производит. При этом в организме человека есть несколько миллиардов эритроцитов, содержащих около 600 г гемоглобина (количественные ресурсы). Весь этот гемоглобин способен вместить в себя только 800 мл О2, не более.
Дискретность (квантованность) функций системы. Действия системы всегда дискретны (квантованы), поскольку любые её СФЕ работают по закону «всё, или ничего». Нет плавного изменения функции системы, всегда есть ступенчатый (квантованный) переход с одного уровня функции на другой, потому что элементы управления включают или выключают очередные СФЕ, в зависимости от потребностей системы.
Наш мир дискретен (квантован). Переход систем с одного уровня функций на другой всегда осуществляется скачком. Мы не всегдо видим эту ступенчатость из-за того, что амплитуда результата действия отдельных СФЕ может быть очень и очень маленькой, но она всегда есть. Амплитуда этих ступенек перехода с уровня на уровень определяет максимальную точность результата действия систем и определяется амплитудой результата действия отдельной СФЕ (квант действия).
Мы не можем измерить ударный выброс левого желудочка с точностью до сокращения одного саркомера. Но величина ударного выброса определяется суммой сокращений тех саркомеров, которые приняли в нём участие.
Возможно, элементарные частицы являются самыми минимальными СФЕ нашего Мира и поэтому не разделимы на более мелкие части, подчиняющиеся физическим законам нашего Мира.
Коммуникативность систем. Сопряженные системы взаимодействуют между собой. В этом взаимодействии заключается связь между системами, их коммуникативность.
Различают открытые и закрытые системы. Однако в нашем мире нет полность изолированных (закрытых) систем, на которые невозможно было бы оказывать какие-либо воздействия, и которые никак не воздействовали бы на какие-либо другие системы. Можно найти минимум две системы, которые никак не взаимодействуют (не реагируют) между собой, но всегда можно найти третью систему (а возможно потребуется группа промежуточных систем), которая будет взаимодействать (реагировать) с первыми двумя, т.е., быть связующим звеном между ними. Если какая-либо система абсолютно не реагирует на любые воздействия, оказываемые любыми другими системами, и её собственные результаты действия абсолютно безразличны для других систем, и невозможно найти третью систему, или группу систем, с которыми эта система могла бы взаимодействовать (реагировать), это значит, что данная система не существует в нашем Мире.
Взаимодействие между системами может быть сильным или слабым, но оно должно быть, иначе системы не существуют друг для друга. Взаимодействие осуществляется за счёт цепочек действий - «...внешнее воздействие → результат действия...». Если замкнуть конец такой цепочки на её начало, получим замкнутую (закрытую) систему. Результат действия после своего «рождения» не зависит от «породившей» его системы. Поэтому он может стать внешним воздействием для неё самой же. Тогда это будет циклически действующая система – генератор с положительной обратной связью. Но и генератор для своей деятельности требует энергии, поступающей извне. Следовательно, и он в какой-то мере открыт. Поэтому, как уже выше было сказано, абсолютно закрытых систем не бывает. У каждой системы есть определённое число внутренних (между элементами) и внешних (между системами) связей, через которые система может взаимодействовать с внешнии другими системами. Закрытость (открытость) системы определяется отношением числа внутренних связей к внешним. Чем больше это отношение, тем больше закрытость системы.
Космические объекты типа «чёрных дыр» принято относить к закрытым системам, потому что даже фотоны не могут оторваться от них. Но они реагируют с остальными космическими телами через гравитацию. Значит они «открыты» через канал гравитации, через который они «испаряются» (исчезают).
У системы «артериальное русло Большого Круга кровообращения» есть очень много внутренних связей между его элементами (бифуркации артерий, структуры стенок артерий, внутриклеточные структуры, и т.д., т.е., большое множество внутренних связей). Но у неё есть две внешние связи – одна связь на приём внешнего воздействия (связь с выходным отделом левого желудочка, который воздействует на артериальную сеть ударным, или сердечным выбросом крови) и ещё одна связь на выдачу своего результата действия (связь с прекапиллярными сфинктерами микроциркуляторного русла). Таким образом, эта система «открыта» на левый желудочек и на микроциркуляторное русло БКК (две открытые связи). Поскольку число внутренних связей намного больше внешних, данная система относительно закрыта. В цепочке «...внешнее воздействие → результат действия...» происходит преобразование – «сердечный выброс → артериальное давление», а собственным результатом действия является «общее периферическое сосудистое сопротивление».
Возможно наш Мир является замкнутой на себя и полностью закрытой системой. На современном уровне знаний это пока неизвестно.
Управляемость систем. Любая система содержит элементы (системы) управления, которые контролируют соответствие между результатом действия системы и поставленной целью. Эти элементы управления образуют блок управления. Управление системой осуществляется через задание уставки в блок её управления, а управление её элементов исполнения – через задание уставок в их блоки управления.
Любой рефлекс является проявлением работы блока управления. А поскольку блок управления является неотъемлимой принадлежностью любых систем, в том числе и живых, то у любых систем организма и на любых уровнях (включая клеточные и субклеточные) есть собственные рефлексы.
Элементы исполнения должны выполнить цель ровно настолько, насколько это задано уставкой, ни больше, ни меньше (не минимально или максимально, а оптимально), по принципу – «необходимо и достаточно». Элементы управления следят за выполнением цели и если результат превышает заданный, блок управления заставляет элементы исполнения уменьшить функцию системы, если он ниже заданного – увеличить функцию системы. Цель диктуется внешними условиями по отношению к системе. Уставка вводится в систему через особый канал ввода уставки.
Фактически орган управления системы постоянно сравнивает внешние условия и результат действия с уставкой. Если заданная уставкой цель выполняется, орган управления системы не делает никаких действий. Если есть несоответствие между заданной целью и результатом действия системы, то орган управления воздействует на элементы исполнения таким образом, чтобы это несоответствие исчезло (система действует). Решения органа управления зависят от наличия и величины несоответствия (рассогласованности) результата действия системы и её цели.
Артериальное давление является динамическим балансом между притоком крови в артериальную сеть (сердечным выбросом) и суммарным сосудистым сопротивлением прекапиллярных сфинктеров, регулирующих кровоток по тканевым сосудистым сегментам в тканях. Система стабилизации артериального давления должна поддерживать среднее давление на уровне 100 mm Hg. В покое, когда работает небольшое число мышц, а значит – небольшое число тканевых сосудистых сегментов, сосудистое сопротивление относительно высокое, потому что большое количество прекапиллярных сфинктеров закрыто. В нагрузке, когда эти сфинктеры открываются, чтобы пропустить кровоток в новые работающие мышцы, общее периферическое сосудистое сопротивление падает. А поскольку артериальное давление прямо пропорционально сердечному выбросу и обратно пропорционально этому сопротивлению, то для поддержания давления на стабильном уровне во время нагрузки необходимо увеличить сердечный выброс, что и происходит на деле. Т.е., артериальная система диктует новую уставку миокарду – увеличить его производительность, которую он увеличивает за счёт своих СФЕ – саркомеров.
Каждый сосудистый сегмент срабатывает по закону «всё или ничего», т.е., для кровотока он либо открыт, либо закрыт. Следовательно, включение его в перфузию уменьшает общее сосудистое сопротивление скачком, на величину его сосудистого сопротивления (квант сопротивления равен сопротивлению одного отдельного сосудистого сегмента). На фоне общего сосудистого сопротивления, когда перфузируются сотни тысяч таких сегментов, включение одного сосудистого сегмента почти не проявляется на артериальном давлении. Но если в перфузию включаются тысячи таких сосудистых сегментов, то общее сосудистое сопротивление уже может значительно измениться и это может проявиться на артериальном давлении. Чтобы артериальное давление сохранялось стабильным и не менялось, петля ООС должна иметь достаточную чувствительность, чтобы во-время «заметить» изменение артериального давления и «подстроить» соответствующим образом сердечный выброс, тонус артерий мышечного типа и объём циркулирующей крови.
Уставку (задание цели для данной системы) всегда задаёт верхняя (старшая) в цепи иерархии система. Она (уставка) может меняться, в зависимости от «интересов» этой старшей системы А блок управления данной системы всегда будет следить за соответствтием результата действия уставке (цели) и действовать таким образом, чтобы новый результат действия соответствовал новой уставке. Самоорганизующиеся системы могут поменять некоторые параметры уставки, в зависимости от внешней ситуации. Но ни одна система не может поменять собственную цель, поскольку цель всегда задаётся извне. Даже когда мы, люди, ставим перед собой высокие цели, всё равно их ставим не мы. Они продиктованы «высшими целями», которые происходят из здравого смысла, из патриотизма, из любви к ближнему и т.д., т.е., внешними по отношению к нам обстоятельствами.
Существуют блоки управления (системы управления) простые и сложные, с управлением по рассогласованию и по упреждению и т.д., но всегда их основная задача – привести к соответствию между заданной целью и результатом действия. Например, металический стержень является полноправной системой, несмотря на его кажущуюся простоту. Основной целью этой системы (стержня) является стабильность её формы. Цепи управления (петля ООС) осуществляются на уровне межмолекулярных (или межатомных) связей. Если какая-то внешняя сила начнёт изгибать этот стержень, эти силы будут сопротивляться изгибанию с тем большей силой, чем больше сила изгибания, до определённого предела, зависящего от ресурсов стержня. Но сила сопротивления будет точно соответствовать силе воздействия. Иначе в ответ на сгибающую силу стрежень согнётся в сторону, противоположную силе сгибания. Следовательно, блоку управления удаётся управлять элементами исполнения стержня таким образом, что форма стержня сохраняется в точности заданной. И так до тех пор, пока хватает его СФЕ. Когда ресурсы заканчиваются, стержень уже не может противостоять силе сгибания и начинает сгибаться. Если устранить внешние силы, то силы межмолекулярных связей вернут форму стержня в прежнее состояние, если только не произошло необратимой деформации.
В живых организмах блоки управления выполняют соответствующие рефлексы. Причём к рефлексам, видимо, необходимо относить не только цепи управления, включающие в себя нервные структуры, но и гуморальные контуры (гормональные, простогландиновые, метаболические и т.д.). Например, тканевые прекапиллярные сфинктеры могут срабатывать от изменения рН среды и без участия нервных структур. Внутриклеточные рефлексы также срабатывают без участия нервных структур, на уровне законов химических реакций.
Таким образом, система управляется путём ввода в её орган управления уставки, которая вводится в систему извне, а сам орган управления управляет системой путём включения или выключения функции элементов исполнения – СФЕ. Чем большее число более мелких СФЕ входит в состав данной системы, тем точнее она сможет выполнять свои функции, поскольку число СФЕ определяет число градаций (квантов) результата действия.
Все выше перечисленные 11 следствий являются как бы продолжением аксиом, обусловлены целенаправленностью систем, построены по законам иерархии и ограничены законом сохранения. Перечень следствий можно было бы продолжать, но и перечисленных следствий вполне достаточно для оценки любой системы. Эта оценка касается как свойств самой системы, так и её взаимодействия с другими системами. Оценка первого следствия может быть выражена в процентах, на сколько процентов выполнена (не выполнена) цель. А целью может быть какая-либо должная величина, например, должное давление, должное сопротивление, должное потребление кислорода, или должный сердечный выброс и т.д. Остальные следствия также можно охарактеризовать либо качественно, либо количественно, что и является собственно оценкой системы, т.е., её диагностикой, системным анализом.
Следовательно, систему характеризуют:
цель (определяет назначение системы)
иерархия (определяет взаимоотношения между всеми элементами системы без исключения).
исполнительные элементы (СФЕ, выполняют действия)
блок управления (следит за правильностью выполнения действий для достижения цели)
Учитывая всё выше сказанное можно достаточно легко и просто построить траекторию патогенеза любого заболевания. Без знания траектории патогенеза лечить болезни невозможно.
Системный анализ касается не только систем внешнего дыхания или кровообращения. Ткани органов, различные клетки и их составные части и продукты их жизнедеятельности также являются элементами различных систем организма. В силу иерархичности они также являются полноценными системами, хотя и более низкого порядка, и все эти системы попадают в сферу системного анализа.
Более того, любой объект, не только биологический, или даже материальный, также является системой, если только он удовлетворяет выше названным аксиомам и их следствиям. Группы математических уравнений, логических элементов, социальных структур, отношений между людьми, духовных ценностей, также могут быть системами и там также работают те же принципы функционирования систем и по тем же законам логики. У всех у них есть цель, свои СФЕ и блоки управления, которые следят за выполнением цели. Если у объекта есть цель, он является системой. А для выполнения этой цели у него должны быть соответствующие элементы исполнения и блок управления с соответствующими анализаторами, ППС и ОСС (исходит из закона сохранения и причинно-следственных ограничений).
Системный анализ анализирует системы и их элементы во взаимосвязи. Результатом такого анализа является оценка соответствия результатов действия систем их целям и выявление причин несоответствия за счёт определения причинно-следственных связей между элементами систем. Основным преимуществом системного анализа является то, что только он может выявить причины недостаточности систем.
Понятие цели является центральным понятием системного анализа. Только стабильность соответствия результата действия системы поставленной цели характеризует всю группу взаимодействующих элементов как систему, придавая ей отличительный признак. Если нет постоянства необходимого результата действия, нет системы.
Цель определяет как элементарный состав систем, так взаимодействие её элементов, которое управляется блоком управления. Взаимодействие только исполнительных элементов (СФЕ) не даёт возможность получения стабильного результата действия, соответствующего цели, заданной для системы. Добавление в систему блока управления, настроенного на заданную цель, даёт возможность получения стабильного (постоянно повторяющегося) результата действия системы, соответствующего заданной цели.
Целью может быть удержание шара, молекул, насекомых, групп зверей или предметов в ловушке, сохранение какой-либо определённой формы, или наоборот, предохранение от сохранения какой-либо формы, перемещение масс чего-либо, например, крови, защита государства (содержание армии), экономия воды (система капельного орошения полей), сохранение курса валют и пр.
Цель любого организма – выжить в условиях внешней среды в любых условиях. Результатом его действий должно быть выживание. Однако ресурсы организма не бесконечные, поэтому он не может выживать в любых условиях, а только в определённых, ограниченных его ресурсами. В силу ограниченности ресурсов каждый живой организм выбирает определённые условия (свою экологическую нишу, «место под солнцем») и приспосабливает свои ресурсы именно к данным условиям. Поэтому есть одноклеточные и многоклеточные организмы, фотосинтезирующие, травоядные и хищники, живущие в воде и на суше, с хвостами и без оных, с рогами, шипами, ластами и когтями, и многое другое, всё то, что составляет земную биосферу и заполняет в ней каждую «нишу». Полярные животные не могут нормально устроиться в тёплом климате, но прекрасно выживают в ужасающем холоде. Глубоководные рыбы не могут плавать у поверхности моря, потому что внутреннее давление может их разорвать, но отлично себя чувствуют на больших глубинах, чего не могут делать пелагические рыбы поверхностных слоёв моря. Лесные жители не могут нормально существовать в степи, а степные в лесу. Короче, нет животного, одинаково приспособленного к любому виду пищи и любым условиям обитания. Каждый вид животных выбирает только те условия, которые подходят к его ресурсам, или наоборот, каждый организм вырабатывает те ресурсы (самоорганизуется), которые позволяют ему выживать в данных условиях.
Чтобы выжить организм должен делать различные действия – искать пищу, убегать от хищников, предохраняться от перегрева и от переохлаждения, и т.д. Если данному организму не удалось выжить (его съели, он высох без воды, замёрз, был раздавлен и т.д.), это значит что у него не было достаточно ресурсов СФЕ или ума против воздействий внешней среды, качественных и количественных, и эта система не достигла цели.
Для достижения цели (выживания), организм должен делать ряд действий, но любое действие требует потребления энергии. Поэтому, одна из подцелей – энергоснабжение организма. А для этого необходимо доставлять к тканям кислород и убирать из них углекислый газ (подцель – обмен метаболических газов), а для этого необходимо обеспечить контакт окружающего воздуха с кровью, а для этого нужно вентилировать лёгкие и перфузировать через них кровь, а для этого нужно..., и т.д., и т.п. Налицо иерархия целей.
Если у больного хронической неспецифической бронхо-пневмонией разрушено около 2/3 лёгких и, несмотря на то, что он дышит чистым кислородом, в данный момент насыщение артериальной крови кислородом даже в покое снижено и равно около 90%, и даже с дыханием чистым кислородом этот больной с трудом существует, это значит, что у него есть система внешнего газообмена (лёгкие) для условий покоя и при условии дыхании чистым кислородом, но нет этой системы для выполнения нагрузки, потому что нагрузку он уже не в состоянии выполнить.