10.6. Самоорганізація і структурний резонанс

Першопричина і спусковий механізм феномена самоорганізації виникають із властивостей систем коливальних процесів

Тепер, здавалося б, настав момент перейти до формування визначення явища самоорганізації. Це явище, звичайно, може бути заздалегідь визначене тим чи іншим способом, наприклад, як процес взаємовпливу інформаційних потоків чи якось близько до цього.

Нам представляється продуктивнішим інший шлях. Весь це розділ ми просто присвятимо поясненню різних аспектів самоорганізації, після чого стане зрозуміла необхідність і доцільність повернення до цього питання вже на новому рівні в р. 12, присвяченій теорії структурної узгодженості. Та і процес взаємовпливу інформаційних потоків у скільки-небудь строгому викладі виявляється складною проблемою інформодинаміки, її предметом.

А поки що, на інженерному рівні, нам вже відомо, що взаємозв’язок феномена інформації і феномена самоорганізації лежить у взаємодії потоків структур даних, інформація, як результат явища, виникає і існує у вигляді процесу узгодження структур стрічних потоків в тріаді СУО. Поза структурно-організованим динамічним процесом взаємодії потоків даних ніяка “актуалізація”, ніяке “виникнення” чи “існування” інформації відбуватися не може.

Як тільки зупинена ця взаємодія, ми маємо справу, в кращому випадку, з набором знаків того чи іншого ступеня впорядкованості (але ж впорядкованість – результат контекстно-залежної оцінки, яка залишилася “десь осторонь” і ми відразу отримали замкнуту систему).

При цьому, звичайно, ми цілком можемо займатися дослідженням їх кількісних інформаційних характеристик, бо нова інформація вже не виникає, а те, що тут можна називати семантикою існує тільки виходячи з апріорних чи сторонніх міркувань {141. Якось дуже легко втрачаються фундаментальні результати, відомі ще з часів Геракліта: “Істина не є результат, але процес”. А ось правила ведення дискусії, суперечки – тобто діалектику людство з легкістю незвичайною піднесло в ранг світового закону, нав’язавши тим самим відкритій системі – Всесвіту властивість закритої формально-логічної структури. Немає істини в закритій, а значить - зупиненій системі, а тільки її (істини) модель, побудована в правилах, що забезпечили замикання, а це вже не істина, а лише угода про неї, бажання двічі, тричі і скільки завгодно ще раз входити в одну і ту ж річку.

І інформація, і інтелект суть процеси. Але процеси чого? Ігри за раз назавжди встановленими правилами? Це логічно, математично і мертво (даруйте – модельно). Самоорганізація будь-якої системи, починаючи, очевидно, від найпримітивнішої (вище, звичайно, кібернетичного рівня) ґрунтується на “інформаційно-нелогічному” (з погляду традиційної формальної логіки) спілкуванні. На повідомленні нових правил логічного висновку вже наявними засобами і правилами поточного процесу. От так і треба розуміти Геракліта. Інакше ще в його часи побудували б яку-небудь діючу машину логіки і всі логічні ігри стародавніх вже тоді втратили б свій сенс.}.

І, напевно, досить говорити про “не актуалізовану” і “актуалізовану” інформацію, тобто займатися все тією ж “семантичною цінністю інформації”. Для відкритих систем все це неприйнятно.

Читачеві вже зрозуміло, що в останньому випадку йдеться про створення “моделей інформації на кібернетичному рівні”, цілком аналогічно таким же побудовам, наприклад, кібернетичних моделей економіки. І результати, відповідно, слід чекати аналогічні {142. Відомий випадок, коли нобелівські лауреати в галузі економіки настільки увірували в свою модель, що самі стали за нею працювати, після чого зазнали багатомільйонні збитки. Це приклад того, що навіть “найобгрунтованіша і загальновизнана модель відкритої системи” може виявитися цілком непрацездатною навіть у руках її найталановитіших авторів.}.

Нагадаємо, що все сказане вище щодо феномена самоорганізації структури гармонійного частотного ряду якраз і відносилося до взаємодії процесів, тобто систем коливань, що є, з позиції чисто механічної, безперервний спектр. Про власну структуру і які-небудь властивості систем (пристроїв, об’єктів) в яких ця взаємодія відбувається, ми навіть не згадували.

Правда, було використано одне “умовчання”, а саме – процеси самоорганізації гармонійного звукоряду як цілого, можуть розглядатися і взагалі існувати тільки в дуже широкосмугових системах. В той же час, це повинна бути взаємодія процесів “дуже близьких” в частотному сенсі {143. Це скоріше уточнення чи підказка для подальшого – для наших побудов цей факт не є перешкодою чи обмеженням.}.

Образно кажучи, “порядок у великому” (в цілому) виникає із взаємодії “дуже близько і щільно розташованих компонентів”. До цього корисно додати і міркування про процес “організації в малому”, такому, що розглядається нижче.

Для цього заздалегідь згадаємо забутий нині надрегенератор, що використовує дробовий шум лампи. Найпримітивніший короткохвильовий надрегенератор чудово забезпечував прийом при відношенні сигнал/шум в 10-4, а хороші зразки 10-6 і навіть краще.

Пізніше цей ефект використовували тільки побічно – лавинні процеси в газорозрядних приладах, тиристорах і ПЗЗ. Поки це тільки інформація до роздумів про його суть. Але важливо, що завдяки наявності усередині коливального контура постійного джерела коливань частоти суттєво вищої, ніж його власна, що, по суті, сприймається як “білий шум”, досягається:

• “промальовування” дуже слабкої структури – корисного сигналу;

• звуження смуги перепускання щодо смуги пасивних контурів включених у такий же підсилювальний каскад;

• збільшення крутизни нахилу характеристики більшою мірою, ніж звуження смуги, тобто покращення вибірковості за сусіднім каналом;

• зростання відносної вибірковості за дзеркальним каналом.

Інакше кажучи, в резонанс “втягується” сама характеристика системи, змінюється її внутрішня структура – має місце “структурний резонанс”.

Чому структурний резонанс “працює” і в чому його першопричина? Тут, щодо розглянутої вище структурної самоорганізації, все “навпаки”. Наявна дуже вузькосмугова система – резонансний каскад із активним елементом (підсилювачем) і “усередині” останнього присутнє джерело коливань дуже широкого спектру що виходить далеко за межі і смуги перепускання і бокової смуги (активний елемент каскаду перебуває в режимі автогенерації із збудженням від внутрішнього шуму ). Тоді при взаємодії корисного сигналу і широкосмугового “внутрішнього дробового сигналу” спостерігається ефект “стискування” резонансної характеристики каскаду, виникає своєрідна “віртуальна резонансна система” суттєво вищої добротності, причому як абсолютною, так і відносною.

Фактично, ми спостерігаємо явище додаткове до самоорганізації гармонійного ряду – взаємодія системи вузькосмугових коливань із коливаннями, лежачими “відносно далеко за масштабом частот” призводить до стискування цієї вузькосмугової системи, тобто до “покращення організації в малому”.