Системность живой природы

Общность и отличия природных и искусственных систем

система жизнь биосфера природный Общими признаками природных и искусственных систем являются:

• — структурность;
• — энергообмен;
• — функциональность.

Именно в этих общих признаках содержится вся суть как единства, так и отличий между природными и искусственными системами.

В дальнейшем под термином системы живой природы я буду иметь в виду только живой мир животных (включая человека) и растительный мир.

Отличительной особенностью живых систем является их самоорганизация с обратным вектором действия — от части к целому.

С момента зарождения и на всем протяжении последующего существования живая система «заряжена» исходным количеством энергии солнца — в дальнейшем ей требуется лишь ее пополнение на «оперативные расходы» — противостояние агрессиям окружающей среды, собственное произрастание, размножение и прочее.

Начиная с клеточного уровня организованности, живая система обладает собственными механизмами энергообеспечения, и до тех пор, пока она эту способность сохраняет — она живая, а при потере этой главнейшей функции она обречена на гибель.

Любая искусственная система конструируется с заранее предусматривающей необходимостью энергообеспечения ее извне. Не создана и никогда не будет создана искусственная система, сама себя «питающая» энергией, поэтому вечный двигатель изъят из перечня тематик, достойных серьезному рассмотрению наукой.

В искусственных системах что бы вы не задумали — сконструировать новую машину или изучить принцип работы до сих пор неизвестной, построить компьютерную программу или АСУ, вы прежде всего определяетесь в проблеме зачем это необходимо, то есть цель последующих действий.

И если такая озадаченность возникает, значит вы строите искусственную систему, а не систему природную, потому что у последней нет целей, у неё есть только устремление — достичь состояние покоя (экономии работ по энергопроизводству или энергорасходы на проведение работ), то есть максимально возможной упорядоченности своей внутренней структуры путем сдвига динамической неравновесности энергии «связанная-свободная» в сторону безусловного превалирования связанной над свободной: связанная энергия — суть упорядоченности, энтропии, свободная энергия — хаос — негэнтропия. Например, ядро любого атома — энтропийно, его электронное облако (за исключением немногочисленных инертных элементов таблицы системы Менделеева) — негэнтропийно, хаотично, отдельные его электроны (особенно из внешней орбиты) в любом удобном случае стремятся образовать совместную орбиту с электронными орбитами другого атома, то есть осуществить действие, в данном случае — образовать молекулу.

Энтропия — самодостаточная устроенность, ни к чему не стремящаяся, покой.

Негэнтропия — движение к упорядочиванию, к организации системы, которую мы, люди, определяем термином «работа».

Категорически различаются живые и искусственные системы по признакам структурности, иерархичности, взаимоотношения с внешней средой, динамичности.

Структура живой системы характерна тем, что упорядоченность её элементов строится как в горизонтальном (построение элементов во взаимосвязь себе подобных), так и в вертикальном (вхождение горизонтальной совокупности элементов в качестве целостности в структуру системы более сложной организации) измерениях, в любой же искусственной системе порядок элементов строится преимущественно в вертикальны структуры.

В качестве иллюстрации давайте возьмем велосипед — в качестве примера системы искусственной и структуру системы гемостаза организма человека.

В велосипеде имеется внешний источник энергии (седок), средства её передачи (педали, цепь и её зубчатые передатчики) на элементы передвижения (колёса), средство управления (руль). Работа системы абсолютно зависит от седока и его умения управлять ею. Все элементы структуры такой системы жестко взаимосвязаны — полом хоть бы одного зубца зубчатой передачи энергии приведёт к потере функциональности системы, её нивелированию.

В живой системе энергетическим источником является сама система: начиная с клеточного уровня организации каждый элемент несёт в себе предприятие «энергопроизводства», их соединение в целостности зависит не только (и не столько) от их структурной, но и от уровня энергетической разностей или общностей, поэтому предыдущие — электронно-атомарный, молекулярный, субклеточный являются для таких систем «подсистемами». Из этого вытекает разность понятий иерархии в живых и искусственных системах.

В искусственных системах в термине «иерархия» понимают командное положение вышестоящей над нижестоящей системой; в живых системах горизонтальная совокупность элементов включается в вертикаль более сложной структурируемости с сохранением автономности качеств, приобретенных вследствие упорядоченности в ходе горизонтального структурообразования. В качестве примера можно привести атом водорода, который обладает всего одним, весьма неспокойно устроенным электроном, поэтому устремлен на энергетическое «успокоение» — охотно стимулирует образование своим электроном общей орбиты с другим атомом водорода (и образовать молекулу водорода), тем самым снимая с него излишнее количество «неуправляемости» и своей негэнтропии. Но его электрон далеко не со всяким себе подобным вступит во взаимосвязь, только с тем, у которого спин (направление движения вокруг собственной оси) отличен от его собственного, остальных «претендентов на руку и сердце» он отвергнет. Следовательно, уже на этом уровне взаимодействия материальных частиц имеются принципы системного структурообразования, и с этим багажом уже молекула водорода подключается к построению более высоких вертикальных структур — органических макромолекул, то есть вступает в подчинение, но сохраняет несколько урезанную, но основную часть автономности.

Таким образом, термин иерархия имеет разную сущность в живых и в искусственных системах: в первом случае элемент (или совокупность элементов), вступая в «подчинение» системе более высокоорганизованной, сохраняет основную совокупность своих индивидуальных (или совокупных) свойств и конечный результат такой иерархической цепочки в равной степени зависит как от «подчинённого», так и от «командного» звеньев, здесь нет разделения на «начальник-подчинёный», а есть органическая многокомпонентная структурированная целостность.

Во всех вариантах искусственных систем иерархия воспринимается как вариант «начальник-подчинёный» — начальник выдаёт команду, подчиненный выполняет — только в такой «иерархии» искусственная система сохраняет единство структуры, энергообмена и функции. Если хотя бы одно из многочисленных звеньев такой системы «заартачится» и откажется выполнять команду вышестоящего вся система распадётся на составляющие (отсюда бытовая поговорка-заклинание: «я начальник — ты дурак, ты начальник — я дурак»).

Поэтому системная идеология «идти не от части к целому, а от целого к части» верна только по отношению к идеологии систем искусственных.

Категорически отличаются сущностью своей и понятия «внешнее», «внутреннее», в их применении к системам искусственным и живым.

В искусственных системах преодоление препятствий со стороны внешней среды закладывается в основы их конструирования, так как действуя, система вызывает естественное противодействие со стороны объекта действия. Так, чтобы тот же велосипедист успешно преодолевал пространство, он кроме вышеописанных элементов конструкции, предусматривает так же шарикоподшипники (для преодоления моментов инерционной устойчивости), регулярную масляную смазку трущихся поверхностей (с той же целью), надувные резиновые (а не деревянные или чугунные) колёса и др. Это что относится к категории технических искусственных систем.

В чисто интеллектуальных искусственных системах тоже имеется свое, специфическое «внешнее»: их оправданность возможностью практической реализации через технические или интеллектуально-технические системы. Например, наиболее авторитетной технологией создания общей теории систем до сих пор являются технологии математической физики: использованием её как инструмента универсального языка математики, искатели ищут обобщающие признаки систем как объекта поиска, предварительной классификации, последующей дифференциации подходов к их распознаванию: пытаются создать общее. Все попытки использования линейных математических моделей успехом не закончились, встала проблема создания нелинейных моделей, что обусловило отпочкование от теории систем новой науки синергетики — «теории самоорганизации». Безусловно, этот вариант теории систем более близок к сути живых систем, но поскольку она развивается всё без той же предварительной классификации систем и с попытками решения всех проблем всё тем же аппаратом математической (хоть бы и нелинейной) физики, осмеливаюсь уверить: ничего полезного из этого не получится, придётся отделить от этой, относительно новой науки, новую, под новым названием (например, синергетика), которая в свою очередь приведёт исследователей к тому же результату и так до бесконечности.

В конечном счете у искусственных систем происходит противостояние с внешней средой, в котором система либо стабилизирует свою функцию (как тот же велосипед), либо встраивается в неё с эффектом повышения своей функциональной эффективности (как в лазере). Но всегда это отдельные объекты — система и её окружение.

Живые системы в процессе функционирования сами создают «окружающую среду», которая вовлекается как элемент в процесс функционирования самой системы, зачастую изменяя её функционирование с одной на противоположную направленность. Так, система гемостаза обеспечивает сохранение крови в жидком состоянии при нормальных условиях существования организма, но допускает коагуляцию её при возникновении опасности кровопотери в случае повреждения кровеносных сосудов. Но в процессе выполнения этой функции, система порождает «внешние» факторы его торможения (образование комплексов гепарина с основными факторами коагуляции, образование продуктов деградации, стимуляции фибринолиза, изменение кислотно-щелочного, термодинамических параметров). По мере распространения процесса момент функционального возбуждения системы распространяется как по горизонталям, так и по её вертикали, в ходе чего происходят сложнейшие переустройства самой системы — нарастание явлений негэнтропии, где коренным образом изменяются такие понятия как прямая и обратная связь, разрываются обычные и образуются новые связи между элементами.

Порождая элементы «внешнего» и включая эти элементы в состав собственной структуры, живые системы категорически изменяются и относительно способности восприятия регуляторных сигналов, перестают их «чувствовать», избыточно автономизируются: регуляторные сигналы, адекватные в начале исполнения функции системой, превращаются в простые шумы (если не хуже) в разгар их функции.

В свете сказанного высвечиваются и коренные различия в понятиях динамика, динамичность систем. В искусственных мы наблюдаем последовательное прохождение момента возбуждения к конечному результату через совокупность элементов по их организованной структуре. В живых системах наблюдается последовательность вовлечения в момент возбуждения их как горизонтальных, так и вертикальных структур в зависимости от интенсификации причины возбуждения и сопровождающих перестроек самих систем. Это процесс, действие, имеющее начало, конец, промежуточные этапы, на каждом из которых система перестраивается во многих отношениях. И процесс этот развивается не в угоду достижения кем-то поставленной Цели, а в силу своей устроенности, своих возможностей ответить на момент возбуждения и стремления к восстановлению исходного состояния покоя или относительного покоя.

Никакими, ни линейными, ни нелинейными математическими формулами описать всю совокупность пертурбаций, возникающих при возбуждении живых систем и их ответных на то внутренних перестроек невозможно, а тем более без предваряющей четкой классификации систем, без наличия объективной модели живых систем.

Человек должен определиться: чего ради он озадачился построением системы и что он хочет получить в итоге. Если человек стремится построить систему, значит он озадачен проблемой создания искусственной, разумом устроенной системы, или модели одной из систем живых.

Русский врач, экономист и философ Александр Богданов считал, что «Во всей борьбе человечества со стихиями его задача — власть над природою. Власть — отношение организатора к организуемому. Человечество шаг за шагом приобретает, завоевывает ее; это значит, оно шаг за шагом организует мир, — организует для себя, в своих интересах. Природа сопротивляется ему, стихийно, слепо, со страшною силою своей темной, хаотической, но бесчисленной и бесконечной армии элементов».

Александр Богданов в науке был тем же радикальным революционером, как и в жизни: на основе имеющихся у него весьма небогатых наблюдений над системностью устройства природы создал новую отрасль наук — тектологию. А на базе ажиотажа по поводу победы революции и якобы уже вот-вот достижимой «Мировой Революции», когда «Старый Мир» будет до основания разрушен и «Наш Новый Мир» построим, с помощью тектологии (организационной науки). Парадоксально, но разрабатываю свою «науку управления» обществом и производством, автор «учился» у природы, за устройством некоторых именно её явлений, принципов её структурообразования.

С помощью технологии конструирования Искусственных систем, где ведущим организующим фактором является цель можно построить модель живых систем для целей более глубокого познания живого, распознавания различных его функциональных состояний, возможностей корректировки некоторых «поломов» в них и так далее. Но навязать живому действия, присущие искусственным системам, невозможно, а главное — бесперспективно[2].