Информационная концепция развития систем

Понятие развития неживой и живой природы рассматривается как необратимое направленное изменение структуры объектов природы, поскольку структура отражает уровень организации материи. Структура - это внутренняя организация системы, способствует связи элементов системы и определяет существование ее как целого и ее качественные особенности. Структура определяет упорядоченность элементов объекта. Элементами выступают любые явления, процессы, а также любые свойства и отношения, находятся в каком-либо взаимной связи и соотношении друг с другом. Структура является упорядоченность (композиций) элементов, сохраняется (инвариантная) относительно определенных изменений (преобразований).

Структура - это относительно устойчивый, упорядоченный способ связи элементов, предоставляет их взаимодействия в рамках внутренне расчлененного объекта целостный характер.

Важнейшее свойство структуры - ее относительная устойчивость, понимаемая как сохранение в изменении. Однако структура содержит определенную динамичность, отдельные временные моменты, представляет собой процесс развертывания во времени и пространстве новых свойств элементов. Структура - это общий, качественно определенный и относительно устойчивый порядок внутренних отношений между подсистемами той или иной системы.

Понятие "уровень организации" в отличие от понятия "структура" включает, кроме того, представление об изменении структур и ее последовательность в ходе исторического развития системы с момента ее возникновения. В то время как изменение структуры может быть случайным и не всегда имеет направленный характер, изменение уровня организации происходит необходимым образом. Системы, достигшие соответствующего уровня организации и имеют определенную структуру, приобретают способность использовать информацию для того, чтобы с помощью управления сохранить неизменным (или повышать) свой уровень организации и способствовать устойчивости (или уменьшению) своей энтропии.

Что такое организация? Ссылаясь на основоположников теории организации Федорова и Богданова, Моисеев дает такое определение: "Организация изучаемого объекта (системы) - это совокупность консервативных характеристик объекта, медленно изменяются (в частном случае постоянных, неизменных). Для определения организации нужно выделить эти характеристики объекта (системы) ".

Под организацией системы будем понимать изменение структуры системы, обеспечивающей согласованное поведение или функционирование системы, которое определяется внешними условиями. Если под изменением организованности понимать изменение способа соединения (или связи) подсистем, образующих систему, то явление самоорганизации можно определить как такую неизбежную смену системы и ее функций, которая происходит за какими-либо дополнительными воздействиями, вследствие взаимодействия системы с условиями существования и приближается к некоторому относительно устойчивого состояния.

Под самоорганизацией будем понимать изменение структуры, обеспечивающей согласованность поведения благодаря наличию внутренних связей и связей с внешней средой. Самоорганизация - это естественнонаучное выражение процесса самодвижения материи. Способностью к самоорганизации обладают системы живой и неживой природы, а также искусственные системы. Конкретная конфигурация структуры существует только в строго определенных условиях и в определенный момент "движения" сложной системы.

Динамика развития систем приводит к последовательной смене их структур. Закономерное изменение структуры системы в соответствии с историческими изменений соотношений с внешней средой и называется эволюцией. Изменение структуры сложной системы в процессе ее взаимодействия с окружающей средой - это проявление свойства открытости как рост возможностей выхода к новому. С другой стороны, изменение структуры сложной системы обеспечивает расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности, то есть приобретением приспособлений более общего значения, позволяющих установить связи с новыми сторонами внешней среды. Самоорганизация характеризуется возникновением внутренне согласованного функционирования за счет внутренних связей и связей с внешней средой. Причем понятие функция и структура системы тесно взаимосвязаны; система организуется, то есть изменяет структуру, ради выполнения функции.

Вопрос о взаимосвязи структуры и функции - один из древнейших и традиционных в биологии. Аристотель, задавая вопросы "ради чего существует орган?", Отвечал: "ради выполнения определенной цели", то есть функции. Для биологических объектов понятия функции и цели идентичны. Так, под функцией понимается, например, физиологическое отправление.

Рассматривая структуру и функцию, предпочтение отдают первичности в изменении функции. Однако наиболее правильно рассматривать диалектическую взаимосвязь и взаимообусловленность их изменений в процессе эволюции (изменение среды требует изменения функции, а она, в свою очередь, влияет на изменение структуры).

Растительный и животный мир дает множество убедительных примеров такой взаимообусловленности. Так, выход растений на сушу ознаменовался приобретением комплекса морфофизиологических новшеств, защитных покровов, проводящей системы, дифференциацией тела на органы и т. Д. Благодаря этим изменениям, прежде всего, было достигнуто уменьшение потери воды от испарения и усиление ее движения по растению. Здесь трудно сказать, что чему предшествовало, морфологические или физиологические изменения. В то же время очевидно, что "заказ" на уменьшение негативных последствий недостатка воды повлек за собой отбор растений на развитие защитных покровов и проводящей системы в наземных условиях. В данном случае речь идет о процессе самоорганизации, где можно выделить причину и следствие, указать их связь с внешней средой: внешняя среда изменяет функцию, функция изменяет структуру.

По мере усложнения внутренней организации функциональные возможности организмов усиливаются. Функциональные особенности изменяются несколько быстрее, чем структурные. Одним из примеров влияния функциональных преобразований на структуру растения могут служить листья и преобразование структуры черешка изменением его функции: в листа после длительного самостоятельной жизни в укоренившемуся состоянии перестраиваются исторически сложившиеся функции; при этом черенок приобретает функции стебля, усиливается его ведущая и механическая активность.

Структура и функция - неотъемлемые свойства живой природы, они связаны в онто- и филогенезе. Любой орган имеет много функций. Если из многих функций, например, корня растений (проведение веществ или их запасания, образования придаточных почек, прикрепление, синтез и т. Под.) Одна окажется главной, то строение его в филогенезе изменится согласно новой функцией. С другой стороны, проявление любой функции растений того же вида меняется количественно, причем различия часто наследственно обусловлены. На этой основе может происходить отбор по степени выражения данного свойства. Например, в одних растений по такому принципу усилилась присмоктувальна функция корней (паразиты), в других - опорные функции.

Взаимосвязь изменения структуры и функции в онто- и филогенезе способствует повышению выживаемости и конкурентоспособности. Для растений функция - единое физиологическое отправление, необходимое для выживания и размножения растений в онтогенезе (например, фотосинтез, дыхание, движение). Отбор направлен на поиски наиболее эффективных механизмов, реализующих необходимую функцию, то есть на поиски архитектур системы. Именно в структуре биологически активного вещества эволюция закодировала его способность выполнять строго определенную биологическую функцию. Функциональная роль биологических молекул задается их пространственной структурой - расположением в пространстве атомов, входящих в структуру.

Можно привести множество других примеров. Для изучения процесса развития необходимо знать характер изменения структур во времени, их динамические параметры. Надо также уметь вскрывать закономерности взаимосвязи между структурой и функцией, оказывается в системе.

До недавнего времени естествознание и другие науки могли обходиться без целостного, системного подхода к своим объектам изучения, без учета коллективных эффектов и исследования процессов образования устойчивых структур и самоорганизации. В настоящее время проблемы самоорганизации, изучаемые в синергетике, приобретают актуальный характер во многих науках, начиная от физики и кончая экологией. Задача синергетики - выяснение законов построения организации, возникновения упорядоченности. В отличие от кибернетики здесь акцент делается не на процессах управления и обмена информацией, а на принципах построения организации, ее возникновения, развития и самоусложнение (Г. Хакен).

Вопрос об оптимальной упорядоченность и организацию особенно остро стоит при исследованиях глобальных проблем - энергетических, экологических "многих других, они требуют привлечения огромных ресурсов. Философско-методологический анализ проблем глобального эволюционизма неизбежно приводит к постановке фундаментального вопроса: существуют законы эволюционного процесса, представляющие собой определенную конкретизацию диалектической концепции развития и в то же время общие для всех структурных уровней природной действительности?

Хотя эта проблема в настоящее время еще далека от решения, все же есть определенные основания допускать существование законов и закономерностей прогрессивного развития в природе, которые охватывают все основные этапы - космогонический, геологический, биологический, наряду со специфическими законами и закономерностями, присущими каждому из них .

Это могут быть, во-первых, законы или закономерности отдельных наук, можно экстраполировать на целостные процессы эволюции природной действительности (скажем, закон возрастания энтропии или определенные "биоаналогии", имеющие достаточно общее значение).

Во-вторых, идея глобального эволюционизма получает поддержку со стороны общенаучных концепций. Так, разработка генетических аспектов общей теории систем, началась в последние годы, позволяет предполагать, что некоторые сформулированные в ее рамках закономерности могут иметь очень широкую сферу применения, в частности охватывать определенные черты эволюции всей исследуемой природной действительности. Изучению процессов эволюции неживой и живой природы, а также прогресса общества может способствовать дальнейшая разработка концепции самоорганизации.

Наконец, в-третьих, можно предположить, что существуют такие типы достаточно общих эволюционных законов и закономерностей, которые будут обнаружены на основе комплексного анализа процессов развития в масштабах всей системы наук о природе.

Пока, конечно, преждевременно обсуждать вопрос, будут ли законы, сформулированные первоначально в рамках общенаучной картины мира, включаться далее в такую форму организации теоретического знания, как теория (система теорий), или в другую, до сих пор мало исследованной форму междисциплинарного и общенаучного знания - учение (примером которой может служить учение В. И. Вернадского о биосфере), входить и в состав систем теорий, и в состав учений разной степени общности. Во всяком случае, очевидно, что потребности как теоретического, так и мировоззренческого плана будут стимулировать дальнейшее обоснование идеи глобального эволюционизма.

Информационная концепция развития систем любой природы, в основе которой лежат категории информатики - информация, энтропия, информационные процессы и их связь с эволюционными процессами, очевидно, может рассматриваться как одна из естественнонаучных конкретизаций общей теории развития.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >