ТЕМА-4
к курсу лекций «Природа сознания»
редакция 1-12
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ СИСТЕМ
Судаков П.В.
В силу дальнодействия электромагнитного и гравитационного фундаментальных взаимодействий они продолжают своё действие и после реализации соответственного взаимодействия компонентов системы поскольку, эти системы являются – суть – материальными образованиями, т.е. состоят из компонентов, обладающих как тяготеющими, так и электрическими свойствами. Поэтому системы высших рангов не прекращают взаимодействия своих эндокомпонентов посредством электромагнитного и гравитационного фундаментальных взаимодействий.
Это обстоятельство является причиной формирования систем не только по основаниям рассматриваемого соответственного взаимодействия компонентов системы, но и по основаниям прочих взаимодействий её компонентов, которые также являются соответственными взаимодействиями и образуют синергизмы, но не в данной системе а в её эндосистеме некоторого ранга. Именно это свойство систем порождает всё многообразие материальной части действительности и создаёт массу проблем в технических системах, вызывая нежелательные эффекты.
Например, при получении синергизма «колесо», между поверхностями вала и диска – между их эндосистемами определённого ранга – возникает соответственное взаимодействие между узлами кристаллических решёток материалов их поверхностей, вызывая образование новых микросистем, которые спустя короткие промежутки времени разрушаются, выделяя приобретённую энергию в процессе реализации всем известного эффекта трения. Так в соответственно взаимодействующей системе компонентов вал-отверстие появляется не только синергизм «колесо», но и множество нежелательных синергизмов – электрических связей между соответственно взаимодействующими поверхностями. Однако именно эти «нежелательные» синергизмы ограничивают число взаимных степеней свободы, создавая суть данного синергизма – эффект колеса.
Это синергизмы, возникающие у данной системы только за счёт электромагнитных взаимодействий, но существуют синергизмы, возникающие у неё и за счёт гравитационных взаимодействий, таких как появление ускорений при нахождении на наклонных поверхностях, либо разрушения конструкций под действием собственного веса и прочих.
Таким образом, можно наблюдать эффект появления двух тенденций в образовании систем:
; формирования систем на основании электромагнитного и гравитационного фундаментальных взаимодействий,
; формирования систем высших рангов на основании соответственного взаимодействия объектов действительности, т.е. на основании соответствия синергизмов одних систем синергизмам других систем.
Возможность формирования разных типов систем высших рангов зависит от условий существования конкретной системы. Хотя синергизмы систем и возникают на основании действий электромагнитного и гравитационного фундаментальных взаимодействий, но в разных случаях их действие образует качественно различные системы, в зависимости от существующих возможностей соответственных взаимодействий. Действие этих тенденций полностью совпадает лишь на уровне ранга системы атома в силу единственности возможности реализации состояния микросистемы при условии уменьшения энергии её компонентов до разрешающего порогового уровня. Только в таких случаях, действие фундаментальных взаимодействий создаёт вырожденные поля возможностей реализации синергизмов в пределах возможных (разрешённых) уровней энергий микрочастиц.
Кстати, этот факт позволяет говорить о возможности разработки абсолютной системы отсчёта рангов синергизмов – явлений действительности, значительно упрощающей решение практических задач, но это в будущем.
Системы высших рангов образуются только в случаях соответственного взаимодействия их (будущих) компонентов вследствие уменьшения числа степеней свободы компонентов и образования соответствующих потенциальных барьеров, удерживающих вновь образовавшуюся систему в энергетически более выгодном состоянии, как было показано ранее. Их синергизмы, хотя и образуются в результате действия фундаментальных взаимодействий, но как таковые фундаментальными взаимодействиями не являются, т.к. пропадают при разрушении системы в результате реализации возможности преодоления потенциальных барьеров, удерживающих их компоненты в состоянии соответственного взаимодействия с переходом их компонентов в состояния несоответственного взаимодействия неких объектов действительности – возможности потери ими свойств компонентов. Следовательно, возможности образования систем высших рангов существуют только в узком диапазоне условий среды.
Все системы высших рангов в составе полей возможностей реализации их сос-тояний содержат
В процессе формирования естественные системы образуют потенциальные барьеры, отграничивающие их от разрушительного воздействия других систем и удерживающие их в стабильном состоянии в данном диапазоне условий.
Системы, у которых отсутствуют нарушения структуры компонентного состава отнесём к типу гомогонических систем. Выражение для таких систем имеет следующий вид:
;;;;k = {;;;;–1 ; ;;;;–1}.
Они характеризуются взаимной адекватностью компонентов и отсутствием связей между эндокомпонентами своих компонентов, соответственное взаимодействие которых вызывает возникновение синергизмов.
Гомогонические системы образуют два класса систем, отличающихся по признаку наличия возможности ограниченности системы.
Наиболее распространённым из них является класс замкнутых систем, к которому, в основном, относятся системы, обладающие дискретным спектром возможностей соответственного взаимодействия своих компонентов, не только таких как ядра атомов, атомы и молекулы, но и таких как планетарные системы звёзд. Дискретность спектра возможностей соответственного взаимодействия компонентов системы проистекает из «узости» пределов состояний систем этих компонентов, в которых наступает их адекватность. Это значит, что, как правило, такие системы имеют высокие потенциальные барьеры, «удерживающие» их компоненты.
К типу гомогонических систем следует отнести и класс периодических систем, компонентами которых являются гомогонические системы.
Периодические системы формируются как системы, состоящие из множества одинаковых компонентов, реализовавших возможности взаимного соответствия. Они существуют в виде трёх-, двух- и одномерных структур, таких как монокрис-таллы, жидкие кристаллы, мономолекулярные плёнки и мономолекулярные нити. В силу гомогенности состава, они имеют возможность неограниченного присоединения идентичных компонентов в зонах роста на границе со средой.
Форма записи периодических систем от таковой для замкнутых систем отличается их открытостью, неограниченностью:
;;k = {;1;;–1 ; ;;;;–1 ; … ; ;;;;–1 ; …},
где: ;;;;–1 – любой из практически идентичных компонентов – замкнутая гомогоническая система
Наличие множества одинаковых компонентов позволяет упростить запись:
;;k = {;;;;–1 ; N ;;;;;;–1 ; …;G},
где: N – число компонентов,
G – последний (крайний) компонент, закрывающий возможность присоединения последующих.
Далее мы абстрагируемся от конечных компонентов, подразумевая их наличие.
Характерной особенностью периодических систем является то, что её единичный компонент, обладая вполне определёнными свойствами гомогонической микросистемы в своих масштабах, в процессе присоединения к нему идентичных систем увеличивает линейные размеры своей эписистемы в 107 – 1010 раз, т.е. до масштабов макросистем, при этом сохраняя свойства микросистем. Вследствие возникает эффект перенесения свойств микросистем на макрообъекты. При этом характерно, что такой эффект сохраняется при достаточно существенном искажении периодической структуры посторонними включениями. Характер этих включений изменяет свойства таких систем. Если это отдельные включения, то свойства системы изменяющие свойства таких систем изменяются только в их зоне, оставаясь неизменными в остальной части системы.
;;k = {{;;;;–1};N; ; … ; ;i{;;;;–1 ; ;;;;;1–1};N; ;…; ;j{;;;;;;–1 ; ;;;;;;–1};N; ; …},
при условии, что:
N;>> N; и N;>> N;
где: N; , N; и N; – числа, обозначающие количества соответствующих компонентов.
Если включения носят периодический характер, то в процессе изменения структуры образуются кластеры, включающие некоторые количества соответствующих компонентов, и система может существенно изменить свои свойства:
;;k = {;i{a;;;;–1 ; b;;;;–1};N ;…},
где: a и b – числа, обозначающие количества соответствующих компонентов кластера.
Если множественные включения носят беспорядочный, стохастический характер, то её компоненты обособляются и система теряет свойства гомогонической системы:
;;;;k = {;;;;–1 ; ;;;;–1 ; ;;;;–1 ; … ; ;;;;–1 …}.
Упорядоченная среда периодических систем позволяет реализацию эффектов, редких, либо вовсе невозможных в других условиях, открывая возможности формирования систем высших рангов, обладающих широким спектром синергизмов.
Однако далеко не все системы обладают свойствами гомогонических.
Изменение условий среды может влиять на высоту потенциальных барьеров, удерживающих системы в первоначальном состоянии. При их понижении до уровня энергии соответствующего компонента системы связи, создающие соответственное взаимодействие компонентов, обрываются. Это приводит к исчезновению соответствующих синергизмов и распаду системы.
После распада системы как таковой её компоненты, в большинстве случаев, остаются в прежнем положении (во всяком случае, в начальный момент). Пока её компоненты удерживались соответственными связями, возникшими вследствие соответственных взаимодействий,– фундаментальные взаимодействия между их эндокомпонентами никуда не исчезали, они действовали в процессе функционирования системы, продолжают действовать и после её распада. В том случае, если они оказываются преимущественными, то продолжают удерживать объекты действительности (до распада системы имевшие качества её компонентов), выполняя функцию исчезнувшего потенциального барьера. Однако это не просто функция исчезнувшего потенциального барьера – это новая связь объектов действительности, образовавших новую систему.
Новая система является иным объектом действительности, она состоит из другого набора компонентов, которые реализуют другие синергизмы, но может иметь признаки, в том числе и признаки своих компонентов, идентичные таковым у прежней системы.
Такого рода системы, имеющие не только компонентные, но и зндокомпонентные связи, которые имеют неопределённый компонентный состав
В выражении для такой системы присутствует хотя бы один член, указываю-щий на образование соответственного взаимодействия эндокомпонентов разных компонентов системы, например:
;;;;k = {;;;;–1 + ;;;{; i ;–2 ; ;g ;–2} ; ;;;;–1 ; … ; ;;;;–1 ; …},
где: знак «+» означает, что системы соединяемых им объектов действительности при отсутствии соответственного взаимодействия имеют соответственные связи в системах их эндокомпонентов;
;;; – связь (синергизм) возникшая между зндокомпонентами компонентов ; и ;;
; i ;–2 – система второго порядка зндокомпонента i, входящего в систему компонента ;;
;g ;–2 – система второго порядка зндокомпонента g, входящего в систему компонента ;;
Системы, компоненты которых в процессе взаимодействия принимают состояние неполного соответствия, отнесём к типу гетерогонических систем.
Гетерогонические системы, как правило, являются очень сложными естественными образованиями, в большинстве случаев не имеющими определённых границ, обусловленных чётко выраженными потенциальными барьерами.
Это наиболее распространённый тип систем, возникающих из множеств не всегда однородных объектов действительности в котором можно выделить достаточно длинный ряд классов, отличающихся критериями классификации по природе системообразования в мега-, макро- и микромасштабах.
К типу гетерогонических систем, в частности, относятся:
; системы звёзд и планет как отдельных объектов действительности;
; системы планетарных литосфер, гидросфер и атмосфер;
; системы литосферных плит и океанов;
; системы морей, материков и рек;
; системы ландшафтов и почв;
; системы поликристаллов, жидкостей, газов и плазмы.
В отличие от гомогонических систем гетерогонические системы в широком спектре условий имеют неравновесный характер функционирования, в процессе которого, кстати, могут появляться условия и для формирования гомогонических систем.
Достаточно широкий спектр гетерогонических систем, отличающихся множеством различных признаков, открывает широкие возможности их классификации по критериям таких признаков, однако эта работа является задачей будущих исследований.
На настоящем, начальном этапе исследования этого вопроса становится понятным, что взаимодействия естественных систем разных типов, при условии их соответствия в пределах адекватности, открывают возможности образования систем следующих рангов, включающих в качестве компонентов, либо эндокомпонентов , системы, относящиеся к разным основным типам систем. Вследствие, формируются сложные (не однотипные) производные системы, которые, в свою очередь, могут являться компонентами, в том числе, и однотипных систем более высоких рангов, и даже гомогонических систем. Вспомним, что критерием гомогонической системы является отсутствие эндокомпонентных связей между её разными компонентами.
Функционирование сложных систем в конкретных условиях, сложившихся в некоторой зоне пространства, осуществляется как реализация фундаментальных взаимодействий и является их следствием. В процессе такого функционирования образуются алгоритмы, в определённых ситуациях всегда повторяющиеся с вероятностью равной единице, что тождественно регулярности фундаментальных взаимодействий.
Эффект регулярности, проявляющейся как алгоритм функционирования системы сложившейся в конкретных условиях некоторой зоны пространства, обычно именуется закономерностью. Отсюда, с точки зрения обычного (не экзотического) наблюдателя, следует вывод:
фундаментальные взаимодействия проявляются как алгоритмы функционирования систем, реализующиеся с вероятностью равной единице вне зависимости от условий, сложившихся в любой зоне пространства.
Этот эмпирический вывод даёт основания полагать, что существуют ранги систем, на которых осуществляются синергизмы, не только открывающие возможности реализации фундаментальных взаимодействий, но и однозначно определяющие алгоритмы функционирования систем такого ранга, входящих в качестве эндокомпонентов в системы всех высших рангов. Другими словами, мы делаем предположение того, что фундаментальные взаимодействия, также как и любой другой эффект,– есть синергизм, проявляющийся при соответственном взаимодействии компонентов систем некоторого ранга. Однако разрешение этого вопроса находится за пределами настоящей тематики и является не только прерогативой , но и основной проблемой теоретической физики.
Понятия об основных типах естественных систем открывают возможность последовательного рассмотрения естественных систем, реализовавшихся в действительности, выявления их закономерностей и формирования континуума представлений о действительности. Поэтому далее рассмотрим возможности реализации системных закономерностей, эволюции систем и закономерности формирования всё более сложных систем.