Заметки об общей теории эволюции систем
Системы – это, прежде всего, их пассивные связи (скелет, оболочка, сети…). Они скрепляют элементы и аккумулируют, как говорилось выше, энергию и другие ресурсы. Но лишь немногие базовые связи возникают самопроизвольно. Чаще для создания, содержания и восстановления разрушенных связей подключаются связи активного типа – взаимодействия.
Простейшие, нерегулярные взаимодействия, случайные столкновения, происходящие при любом движении, как правило, приводят к разрушению или угнетению элементов и возникновению потенциальной информации (т.е. неоднородностей, см. заметку «Что такое информация?..» http://proza.ru/2020/06/17/33).
Но потенциальная информация системы и соответствующее ей полное описание, хотя и порождаются случайными столкновениями, зависят от законов среды. Т.е. в потенциальной информации есть (не выявленные) доля рецепции (старой информации) и доля генерации (вновь создаваемой информации). Уже простейшего усреднения достаточно, чтобы выделить из неё закономерности данной среды. Такую операцию может выполнять даже скопление косных элементов. Например, вода "вычисляет" уровень горизонта, прибой полирует камни, придавая им правильную форму и т.д. Если результат запоминается, можно говорить об актуализации информации. Простейшие примеры самоорганизации, типа ячеек Хакена, основаны на усреднении такого рода.
Может сохраняться и случайная составляющая потенциальной информации, если её возникновение совпадает с точкой бифуркации или выходом системы из перемешивающего слоя. В этих случаях можно говорить о проникновении информации нижнего уровня в высший. Например, если попавший в нужное место в нужное время человек, отобранный не из тысяч достойных, а из сотен или даже десятков случайных, оказывается на вершине власти со своими талантами и недостатками, он зачастую совершает назревшие действия, отражающие состояние социальной среды, но искажённые личными заблуждениями.
Таким образом, даже нерегулярные столкновения могут способствовать накоплению актуальной информации. Именно с них начинается любое развитие. Но косные системы, в которых это часто происходит, плохо запоминают, почти вся информация ими забывается.
Если столкновения, при которых действия элементов усредняются, выделяя закономерность, имеют регулярный или массовый характер, можно говорить о кооперации (сотрудничестве). Её эффект зависит от напряжения (разности потенциалов) вызывающего её поля и количества участвующих в процессе элементов. Высокое напряжение может дать разовый, порой разрушительный эффект как, например, пробой изоляции, землетрясение, революция. При наличии достаточной информации, овеществлённой в соответствующих инструментах, пиковая кооперация может контролироваться. Это происходит, к примеру, в работе большинства двигателей. Контроль такого рода можно увидеть и в организации "цветных" революций.
Умеренно большая и достаточно стабильная разность потенциалов вызывает закономерное движение по аттрактору. Так, кооперативный эффект ядерных реакций приводит к постепенной эволюции звезды, а слаженная работа хорошо мотивированного коллектива обеспечивает планомерное решение стоящих перед ним задач.
Объединение элементов необходимо происходит, если устойчивость системного, кооперативного устройства выше, чем у совокупности разрозненных элементов. Известен закон Пригожина, в соответствии с которым процессы, идущие в изолированной системе, быстро приводят её в состояние равновесия, после чего рост энтропии прекращается или резко замедляется. Подобно этому, если система может перейти в устойчивое неравновесное состояние, хаотические движения элементов быстро приводят систему в состояние упорядоченности (максимума актуальной информации), после чего система движется по аттрактору, почти не накапливая информацию. Случайные, хаотичные движения в этом случае необратимо смещают систему в зону действия аттрактора. Вместо равновесности-однородности-энтропии при этом растёт неравновесность-неоднородность-системность. Сложность описания, а отчасти и управления системой при этом снижается. Условием такого хода событий является наличие сил постоянных полей. Например, в начале существования солнечной системы большие массы протопланетного вещества вращались вокруг Солнца по случайным орбитам, пока, после множества столкновений, не сформировалась устойчивая планетная система.
Низкое напряжение даёт свободу элементам, не задавая направления их движения. Длительное действие кооперации в таких условиях порождает паразитизм и замедляет эволюцию. Изобилие тропической природы, расслабляюще действуя на общества в Африке, способствовало отставанию цивилизаций этого континента. Ошибочное представление о безусловных преимуществах сотрудничества (лежащего в основе любого планирования), перед капиталистической конкуренцией способствовало в СССР чрезмерной централизации при ограничении деловой активности масс, что привело к развитию застойных явлений и краху всей системы.
В ходе кооперации почти не генерируется новая информация, но может актуализироваться рецептируемая (скрытая) информация поля, что способствует и росту функциональной сложности. Оптимизация систем при кооперации происходит в направлении централизации.
Другой вид регулярных взаимодействий, конкуренция, возникает при соперничестве систем, разделяющих общие ресурсы. В неорганической среде конкуренция ограничивается простым отбором лучшего из имеющегося. Более сложные системы могут учитывать результат действий конкурентов, благодаря чему стимулируется их дальнейшее развитие. Уменьшая свободу выбора, конкуренция вынуждает системы искать пути, ведущие к строго определённым целям, т.е. снижает рост энтропии. В то же время для поиска лучших решений необходимо генерируется информация. При этом поначалу возникает потенциальная, т.е. почти та же энтропия. Но в ходе запоминания информация уже происходит отбор более ценной. Конкуренция приводит к оптимизации по способу декомпозиции – каждый иерархический уровень решает свои задачи.
В ходе конкуренции лидеры оттесняют менее успешных, но стремление к самосохранению вынуждает и слабых, и сильных становиться сильнее. Это даёт кооперативный эффект ускорения развития.
Специализация элементов способствует возникновению кооперации обменного типа, участников которой связывают согласованные потоки вещества и энергии. Такой обмен может быть и не добровольным, принимая характер отношений хищника и жертвы. Ламинарное движение по аттрактору, соответствующее добровольному случаю, сменяется при этом турбулентностью поочерёдного развития возможностей атаки и защиты. В обоих случаях, как и при простом разделении ресурсов, наличие обменной кооперации ускоряет развитие.
Более разнообразная (сильная, умная, хитрая, умелая) система может также использовать успехи в специализации, достигнутые другой системой. Она может присвоить продукт чужой деятельности, перенять способ производства или подчинить самого производителя. Все три варианта встречаются в живой природе. Наиболее распространён первый – мы, как и все животные, питаемся плодами растений и, как и все хищники, мясом других животных. Это можно рассматривать, как предел противостояния хищника и жертвы, когда последняя уже не способна противостоять хищнику (и более не стимулирует его). Лидер просто пользуется плодами, а жертва (точнее, её вид, если речь о биологии) должна найти иной способ самосохранения (как правило, в ускоренном размножении, использовании так называемой r-стратегии, т.е. большого потомства).
Но раньше всех появился, видимо, второй вариант (передача технологии), реализующийся в биосфере так называемым горизонтальным переносом, при котором генетический материал передаётся не потомку, а инородному организму. Большинство современных видов защищено от этого, потому, что такой перенос нарушал бы целостность генома, выстраданную множеством поколений. Однако, как показали генетики, такое явление имело большое значение на ранних этапах эволюции жизни, у достаточно простых организмов, которым заимствование отдельных удачных решений было выгодно. Распространение технологий широко используется внутри популяций и на более высоких уровнях развития, существенно ускоряя совершенствование их элементов (особей).
Наконец, третий вариант, подчинение успешных систем можно увидеть, например, в клетках эукариотов, органеллы которых являются потомками прокариотов или в кишечниках многоклеточных животных, где переваривание пищи обеспечивают бактерии.
В этих трёх вариантах, как и при простом разделении ресурсов и борьбе хищника и жертвы, конкуренция приводит к кооперации, поскольку продукт труда одних систем, добровольно или нет, передаётся другим. Если конкуренция обеспечивает оптимизацию систем (поиск пути развития), то кооперация ускоряет движение по выбранному пути. С точки зрения надсистемы они являются движением в одном направлении.
Сочетание дисциплинирующего действия конкуренции с мощью процессов кооперации даёт большие возможности, и человечество на протяжении всей истории пытается найти их оптимальную пропорцию. Однако у социальной конкуренции обнаруживаются и отрицательные свойства, которых нет в биосфере. Сошлюсь на заметку «Ценность информации и целеполагание произвольной системы» (http://proza.ru/2020/06/17/36), в которой отмечалось, что ценность информации далеко не всегда очевидна. Информация, добываемая в ходе конкурентной борьбы, зачастую приобретает ореол высшей ценности независимо от отношения к целям надсистемы. Такое, ложное значение имеют, в частности, деньги, всеобщий эквивалент, почти неизбежно поднимающийся в современном обществе выше всех прочих ценностей. Ускорение эволюции обостряет проблему, поскольку времени на определение истинной ценности становится всё меньше.
Прав ли был К. Маркс, впервые прояснивший неизбежность загнивания рыночного общества и поставивший задачу построения мира без конкуренции? Для ответа на этот вопрос следует рассмотреть законы эволюции разума в рамках соответствующей специальной теории. Пока заметим, что накопить достаточное для решения этой задачи количество информации без конкуренции, мягко говоря, проблематично.
Выводы:
- Рост энтропии, неизбежный при любых взаимодействиях, может служить предпосылкой для увеличения функциональной сложности систем. В то же время регулярные активные связи, приводящие к движению по аттрактору или конкуренции, снижают возможности для отклонения элементов от заданного направления, замедляют рост энтропии.
- Кооперация позволяет выявлять и актуализировать скрытые закономерности, но уменьшает генерацию новой информации. Оптимизация систем происходит в направлении централизации.
- Конкуренция понуждает системы генерировать информацию (значительная часть которой будет забыта), увеличивать (взвешенную) функциональную сложность. Оптимизация систем происходит путём декомпозиции.
- Социальная конкуренция, смещая цели с развития общества на достижение лидерства, порождает ошибочные решения, усугубляемые ускорением эволюции.
***
И напоследок ещё одно замечание о связях вообще.
Мы привыкли говорить, что всё в мире взаимосвязано. И, как правило, понимаем некоторую гиперболичность данного утверждения. Действительно, как спичка, зажжённая в Австралии, может повлиять на газовую горелку в Норвегии? Если от этой спички разгорится масштабный лесной пожар, который усилит нагрев воздуха над южным континентом, что изменит мощность Эль-Ниньо, воздействует на нагрев Карибского моря и поток Гольфстрим – то да, влияние будет. Но не от каждой же спички загорается лес?
Более того, мы знаем, что энтропия разрушает энергетические пики, сглаживает, выравнивает все процессы. Поэтому, хотя горение каждой спички приводит к некоторому нагреву атмосферы Земли, по мере удаления в пространстве и времени влияние этого процесса на любой другой не только уменьшается, но и доходит практически до нуля. Даже если произойдёт пожар, землетрясение или извержение вулкана и это приведёт к значительному изменению погоды на большей части земного шара, через тысячу лет или за миллионы километров от Земли заметить это будет трудно, а на большем удалении исчезнут, потонут в шуме все следы.
В то же время ничтожное гравитационное поле элементарной частицы, складываясь с полями других частиц, образует силу, влияние которой наблюдается даже на межгалактическом уровне. Глубоко не вдаваясь в физическую сущность процессов, заметим, что это связано с уникальным свойством гравитации, её однонаправленностью: действия всех частиц суммируются, образуя силу, направленную к центру массы. Для электромагнитного поля некое подобие такого суммирования происходит только при одновременном массовом движении зарядов в одном направлении – так возникает электрический ток в обмотке генератора, магнитное поле Земли и т.п. Но эти процессы уже не могут распространяться неограниченно, противоположно вращающиеся роторы гасят поля друг друга. Предел воздействию одного процесса на другие ставит не малость вызываемых им сил, а шум, порождаемый действием скопления процессов. И можно сказать, что не только наличие связей необходимо для существования системы, но и наличие систем усиливает действие связей.
ДРУГИЕ ЗАМЕТКИ ОБ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ СИСТЕМ:
ВВЕДЕНИЕ В ОБЩУЮ ТЕОРИЮ ЭВОЛЮЦИИ СИСТЕМ (http://proza.ru/2020/06/16/1776)
ЭВОЛЮЦИЯ И ЭНТРОПИЯ. «ТЕПЛОВАЯ СМЕРТЬ» ВСЕЛЕННОЙ (http://proza.ru/2020/06/16/1790)
Э.ШРЁДИНГЕР И ЭВОЛЮЦИЯ, С. ХАЙТУН И БЕСПОРЯДОК (http://proza.ru/2020/06/17/11)
ЧТО ТАКОЕ ИНФОРМАЦИЯ? ВЗГЛЯД ЭВОЛЮЦИОНИСТА (http://proza.ru/2020/06/17/33)
ЦЕННОСТЬ ИНФОРМАЦИИ.ЦЕЛЕПОЛАГАНИЕ ПРОИЗВОЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (http://proza.ru/2020/06/17/36)
ЧТО ТАКОЕ СЛОЖНОСТЬ? ВЗГЛЯД ЭВОЛЮЦИОНИСТА(http://proza.ru/2020/06/17/47)
ЗАЧЕМ ЗАЖИГАЮТ ЗВЁЗДЫ ИЛИ ЭНЕРГЕТИКА СВЯЗЕЙ (http://proza.ru/2024/04/26/1135)
ПАССИВНЫЕ СВЯЗИ: СКЕЛЕТ, ГРАНИЦЫ, СЕТИ... (http://proza.ru/2020/06/17/58)
АКТИВНЫЕ СВЯЗИ. КООПЕРАЦИЯ И КОНКУРЕНЦИЯ(эта заметка)
ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ И КУДА ИДЁТ ЭВОЛЮЦИЯ?(http://proza.ru/2020/07/23/700)
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ СИСТЕМ. НЕКОТОРЫЕ ИТОГИ (http://proza.ru/2020/06/17/73)