Сергей Переслегин - Статьи

При всей важности гомеостатических процессов такие процессы не исчерпывают эволюции сложных систем. Диалектический характер развития подразумевает, что стремление к равновесию не является абсолютным: наряду с устойчивостью существует также изменчивость, наряду с отрицательными – положительные обратные связи. Как указывает Н. Н. Моисеев:

"… понимание того, что развитие, эволюция организационных структур любой физической природы определяется противоречивыми тенденциями, прежде всего двумя основными типами обратной связи (…) является, безусловно, одной из важнейших характеристик мирового процесса самоорганизации".

Мы будем говорить, что система S1 имеет большую структурность, нежели система S2, если они рассматриваются на одном уровне исследования и выполняется хотя бы одно из следующего набора требований:

– структура системы S2 гомоморфна, но не изоморфна структуре системы S1;

– удельная энергия связи системы S1 много больше удельной энергии связи системы S2;

– все структурные факторы S1 суть внешние по отношению к соответствующим структурным факторам S2[2].

Разумеется, в процессе развития уровень структурности системы может меняться. Так, вблизи точки фазового перехода резко падает удельная энергия связи.

Общая формулировка закона, обеспечивающего возникновение положительных обратных связей в процессе взаимодействия систем, имеет следующий вид:

– Более структурная система индуцирует свою структуру в системы, с которыми она взаимодействует.

Назовем данное утверждение, образующее диалектическое единство с принципом Ле-Шателье – Брауна, законом индукции структур. Примеры индукционных явлений широко известны в науке. Так, именно индукцией обусловлены корреляции между солнечными ритмами и процессами в биосфере, а также существование в природе недавно обнаруженного глобального 90 минутного цикла[3].

В физике четко выраженным примером индукции служат фазовые переходы. Они возможны лишь при наличии зародышей новой фазы, которые, будучи при данных условиях энергетически более выгодными, начинают развиваться за счет старой, индуцируя в неё свою структуру. Аналогичным образом происходит рост кристаллов, перемагничивание ферромагнетиков, переориентация сегнетоэлектриков. Индуктивными являются также процессы распространения волн.

В термохимии примером действия интересующего нас закона служат автокаталитические реакции вида А 2Х ® 3Х. В таких реакциях, как указывает И. Пригожин, "…нам необходимо иметь X, чтобы произвести ещё X".

И. Пригожину удалось разрешить кажущееся противоречие между законом индукции, действие которого, обычно, приводит к усложнению структуры системы, и вторым началом термодинамики, постулирующие деградацию структуры и переход системы к равновесному стационарному состоянию. "Разрушение структур, – подчеркивает он, – наблюдается, вообще говоря, в непосредственной близости к термодинамическому равновесию. Напротив, рождение структур может наблюдаться /при определенных нелинейных кинетических закономерностях за пределами устойчивости т.д. ветви". Причем: "устойчивости стационарных состояний могут угрожать только стадии, содержащие автокаталитические петли, т.е. такие стадии, в которых продукт реакции участвует в синтезе самого себя"[4].

Иными словами, усложнение организации происходит исключительно путем индукции структур. Напомню, что, определив структурный фактор, как динамическое противоречие, мы тем самым постулировали, что структурные системы термодинамически неравновесны даже в основном состоянии.

И. Пригожину принадлежат многочисленные примеры индукции структур в биологии. Так, синтез АТФ представляет собой типичную автокаталитическую реакцию: "…молекула аденозинтрифосфата, необходимая для метаболизма живых систем, является конечным продуктом последовательности реакций в гликолитическом цикле, в самом начале которой находится молекула АТФ. Чтобы получить АТФ, нам необходима АТФ!" Аналогично, "чтобы получить клетку, необходима клетка".

Заметим, что с позиции закона индукции может быть легко объяснена наблюдающаяся повторяемость организационных форм материи, распространенность в природе явления изоморфизма между различными системами.

Заметим, что с точки зрения построенного понятийного аппарата модель Д.Форрестера вообще не системна: отрицательные обратные связи вводятся в нее априори и не поддерживают гомеостаз, положительные обратные связи не носят индуктивного характера. Пожалуй, из всех системных рамок эта модель удерживает лишь рамку развития, и то, понимаемого лишь как количественное изменение параметров.

– 3 -

Структуродинамика позволяет ввести принципиально новую классификацию систем по степени их устойчивости.

Выше было дано определение примитивной системы, для которой изменение любого структурного фактора подразумевает разрушение. Примитивные системы изучаются классической наукой и не нуждаются в специфическом аппарате теории систем.

Если в какой-то системе происходит лишь счетное количество фазовых переходов, будем называть ее аналитической. Такие системы почти все время жизни имеют фиксированную структуру: S dti ‹‹ T, где dti – время i-того фазового перехода.

В очень сложных системах количество противоречий может быть столь велико, что, хотя каждый структурный фактор, по-прежнему, остается квазиустойчивым, в каждый момент времени совершается хотя бы один фазовый переход. Такие системы разумно назвать хаотическими.

"Мировая система" Д.Форрестера считается в моделях "Мир-1" – "Мир-3" примитивной системой. В действительности, даже представление ее в качестве аналитической является чрезмерным и неоправданным упрощением. Современный мир обретает все черты системного хаоса, и в этой связи особенности дискретных демографических моделей с их непредсказуемостью на больших временах, получают внятное объяснение.

Представление о хаотических системах приводит к весьма нетривиальной трактовке "форресторовского кризиса", навязчиво возникающего во всех версиях "мировой динамики между 2020 и 2060 годами. Фазы развития можно маркировать самыми различными способами[5], но при любом разумном их описании длительность фазы со временем падает. Простейшая экстраполяция позволяет вычислить предельную точку эволюции, в которой длительность фазы стремится к нулю. Разумеется, эта сингулярность является точкой бифуркации и маркирует переход системы из аналитической в хаотическую стадию развития. Мы не можем сегодня судить, какие изменения произойдут с социумом, но полагаем, что они будут носить фундаментальный характер.