Г. Басина - Синергетика. Основы методологии

2. Контроллер, обеспечивающий устойчивое существование структуры, выбор ее поведения при взаимодействии с полем, способный до начала событий изменять вероятности реализации возможных результатов, а также осуществляющий в момент события выбор того или иного конкретного результата — гомеостатический контроллер.

1. Контроллер, порождающий структуру

Он может находиться как вне структуры, в её поле, так и внутри самой структуры. Порождающий контроллер должен обеспечивать существование и воспроизводство обобщённой волны, в которую структура входит как квант.

2. Гомеостатический контроллер

В результате формирования системы и выхода её на режим стабильного существования возникает стационарный режим обмена веществом, энергией и информацией между структурой и полем, при котором параметр целого системы остаётся близким к постоянной величине. Устойчивость этого режима и безопасность системы обеспечивает гомеостатический контроллер.

Основной принцип его действия — это обобщённый принцип обратной связи. Он реализуется через управление вероятностями исходов бифур-бифуркационыхсобытий и процессов. Любое возмущение внешнего поля приводит к возмущению параметров системы. При этом включается нелинейный механизм стабилизации, возвращающий гомеостаз.

Пусть произошло некое событие, связанное с локальным взаимодействием структуры и поля, в результате которого структура изменила свое состояние. Тогда гомеостатический контроллер в соответствии с памятью об аналогичных процессах, которые происходили со структурой ранее, разрабатывает и реализует модель поведения, целью которой является приведение системы после воздействия флуктуации в состояние, максимально близкое к равновесному. С этой целью обмен веществ и энергии изменяется таким образом, чтобы обеспечить такую серию бифуркационных событий, чтобы она привела к гомеостатическому состоянию, или близкому к нему. Одновременно происходит и совершенствование системы управления. Она запоминает порядок действий, все успехи и неудачи в достижении цели, и в следующий раз приходит к цели более эффективным способом.

Поэтому одним из главных орудий гомеостатического контроллера является накопление информации о возможных способах решения поставленной задачи, полученной в результате свершения бифуркационных событий и процессов — память о прошлом.

Основным свойством гомеостатического контроллера является также способность моделирования будущего, исходя из поставленной цели и информации, накопленной в прошлом. Здесь возникает проблема получения контроллером знания, то есть информации о возможном будущем.

Поле — это внешняя среда, окружающая структуру. Для континуального описания, наиболее удобного для поля, используются системы непрерывных обобщенных координат, число которых может быть как конечным, так и бесконечным. В рамках континуального подхода поле описывается потенциалами различных типов. Кроме того, поле несёт информацию о происходящих в нём событиях. Таким образом, поле также может охарактеризоваться триадой.

Координаты

/ \

Потенциал(тип) — Информация

Координаты — параметры пространства (обычно непрерывного и многомерного), в котором происходят те или иные события.

Потенциал (тип) — определяет характер взаимодействия поля со структурами или системами.

Информация — данные о бифуркационных процессах, происходивших с объектами, взаимодействующими с полем и между собой.

6. Построение и анализ усложненного комплекса

Выстроенные триады могут быть объединены в единый комплекс.

Координаты

/ \

Тип потенциала Информация

Тип структуры Информация

/ \ / \

Мера — Иерархия-Управление — Память

Соответствующие элементы триад взаимодействуют между собой, но у каждой триады есть свой особый элемент, не соединяющий ее с другими. Эти особые элементы вновь формируют триаду

Координаты

/ \

Мера — Память

Между элементами этой узловой триады может быть построена новая триада

Материя — Творчество

\ /

Управление

Объединение первого и последнего треугольников характеризует основные параметры сложной транспортно-информационной системы

Поле

/ \ Материя / \ Творчество

X X

Структура — \ — / — Контроллер

\ / Управление

Так как возникновение и эволюция контроллера является принципиально новым фактором, отличающим сложные транспортно-информационные системы, то причины его появления и механизм действия требуют специального рассмотрения и анализа. Одним из важнейших направлений исследований на этом пути являются исследования в области динамической теории информации и искусственного интеллекта, в частности анализ нейросетей.

Если бы все события в природе были детерминированы, и процессы происходящие со всеми структурами были заранее предопределены, то никакой потребности в контроллере бы не возникло. Информация и представление о ней возникают только как следствие существования неопределённости, при совершении бифуркационных событий.

Однако, это только одна сторона информационного процесса. Возможность существования в природе бифуркационных событий и процессов порождает принципиальную неполную предсказуемость будущего, а следовательно, возможность управления будущим, путем выбора одного из возможных исходов. В этом случае возникает необходимость предсказания будущего знания. Переход от информации о прошлом к информации о будущем знанию — это творческий процесс. Резкий скачок информации о будущем может произойти без дополнительного получения информации о прошлом и наоборот, можно получать бесконечное количество информации о прошлом, не выжимая из неё информации о будущем.

При изучении систем, управляемых контроллером, необходимо не только анализировать динамику её основной материальной структуры и строить соответствующие математические модели, но также и знать принципы действия контроллера и моделировать процесс создания им моделей поведения. Здесь возникает новая триада:

Исследователь

/ \

Структура — Контроллер

1. Андрианов И. В. Баранцев Р. Г., Маневич Л. И. Асимптотическая математика и синергетика: путь к целостной простоте. М.: Едиториал УРСС, 2004, 304 с.

2. Арапов М.В., Шрейдер Ю.А. Классификации и ранговые распределения. НТИ. 1977, Сер.2. № 11–12, с. 15–21.

3. Аршинов В.И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. М., 1999. 203 с.

4. Баранцев Р.Г. Синергетика на фоне научных школ // Академические научные школы Санкт-Петербурга. К 275-летию Академии Наук. СПб., 1998.