Файл: Никита Николаевич МоисеевЧеловек и ноосфера.pdf

явления типа странного аттрактора, когда исходные малые различия состояний могут породить в последующем сколь угодно большие различия, в пространстве состояний возни- кают области, отвечающие локальным минимумам функци- онала, характеризующего рост энтропии. Эти области воз- можных состояний оказываются «областями притяжения»
в силу принципа минимума диссипации. И в них складыва- ются условия для возникновения локальных структур, чья квазиустойчивость определяется их способностью исполь- зовать энергию и вещество из окружающего пространства.
Указанные выше локальные минимумы и определяют те ка- налы эволюции, о которых уже шла речь в предыдущей гла- ве.
Картина, описанная для процессов, протекающих в нежи- вом веществе, принципиально усложняется на уровне живой природы, ибо здесь появляется целеполагание – тенденция к самосохранению, стремление сохранить гомеостазис. Эта тенденция (не сводимая к законам физики) тоже может быть формализована совокупностью условий, каждое из которых допускает вариационную форму,
Фi(х)→min, где i=1,2,3…
Однако по отношению к этим функционалам в отличие от функционалов W
1
природа уже не дает правил для их ав-

томатического ранжирования. В игру вступает новый фак- тор – естественный отбор. Значение функционалов Φi, опре- деляющих гомеостазис в данных конкретных условиях оби- тания, различно с точки зрения обеспечения гомеостазиса.
Для каждого живого существа возникает свой оптимальный способ поведения, то есть ранжирования функционалов, и каждое из них пытается его найти.
Естественный отбор закрепляет тех представителей, кото- рым лучше других удается ранжировать приоритеты для со- хранения гомеостазиса в данных конкретных условиях, дру- гими словами, лучше приспособиться к внешней среде.
Все сказанное только что можно выразить и несколько иначе. Естественный отбор как бы сам формирует некото- рый функционал и определяет его оптимальное значение, то есть наиболее выгодное поведение. При этом в отличие от функционала действия живое существо вовсе не обязатель- но должно реализовывать это оптимальное поведение. Од- нако чем ближе оно будет к этому оптимальному, тем лучше живое существо будет приспособлено к окружающей среде и тем больше у него шансов выжить в данных конкретных условиях.
Живая система, например популяция, существует во все- гда изменяющейся внешней обстановке. Это значит, что непрерывно должен меняться и характер упорядоченности функционалов [Φi]. Таким образом, для любого живого су- щества, а тем более для живого мира, на множестве функ-

ционалов, определяющих гомеостазис того или иного вида,
уже нет и не может быть однозначной раз и навсегда опре- деленной упорядоченности, которая существует, как мы это видели, на множестве функционалов [Wi], то есть на множе- стве законов физики, которые никто нарушить не может.
Законы живого мира, не сводимые к законам физики, вы- полняются не столь жестоко, они могут нарушиться, но за их нарушение живое существо платит жизнью. В живом ми- ре вступают в действие адаптационные механизмы, требую- щие непрерывной «переранжировки» элементов множества функционалов [Φi]. Живой организм, как это показал вели- кий русский физиолог И. П. Павлов, приобретает систему рефлексов – условных и безусловных. Это и есть результат
«установившейся» ранжировки, которая при изменившейся ситуации может оказаться трагичной.
Используя язык многокритериальной оптимизации, кото- рый был введен в этом параграфе, я могу сказать, что выра- ботка рефлексов проводит необходимую ранжировку функ- ционалов [Ф]] и устанавливает алгоритмы их локальной оп- тимизации. (В теории управления системы, обладающие чет- ким алгоритмом обратной связи, называются рефлексными.)
В этой главе я выделил два класса механизмов развития:
адаптационные и бифуркационные. Выработка рефлексов –
это результат действия адаптационных механизмов. Любое постепенное изменение тех или иных свойств развивающих- ся систем (в том числе правила поведения отдельных чле-

нов популяции), происходящее под действием естественно- го отбора, – это тоже результат действия подобных меха- низмов. И каждый раз такие механизмы отыскивают некото- рый локальный минимум. (Этот факт позволяет дать еще од- но определение адаптационных механизмов на языке теории исследования операций: механизмы, реализующие алгорит- мы поиска локальных экстремумов без прогноза изменений внешней среды, то есть лишь по информации об окружаю- щей обстановке, полученной в данный момент, мы и будем называть адаптационными.)
Ракурс, который нам дает теория исследования операций в изучении общего эволюционного процесса, позволяет по- новому увидеть и роль бифуркационных механизмов в раз- витии материи. Используя язык этой теории, мы могли бы сказать, что бифуркационные механизмы в отличие от меха- низмов адаптационных осуществляют нелокальную оптими- зацию.
То, что начинает происходить в природе, когда вступает в действие бифуркационный механизм, чем-то похоже на ту ситуацию, в которой вычислитель, работая с диалоговой си- стемой оптимизационных расчетов, время от времени при решении сложной задачи отступает от использования ло- кальных алгоритмов типа наискорейшего спуска.
Так он поступает всякий раз, когда используемый алго- ритм перестает уже совершенствовать систему, когда его потенциальные возможности оказываются исчерпанными. В

этом случае опытный вычислитель начинает использовать какой-либо неэффективный, но зато нелокальный метод по- иска.
Изучение алгоритмов развития живых систем показывает,
что здесь существенно изменяется и роль принципа мини- мума диссипации энергии по сравнению с его ролью в про- цессах развития неживой природы.
В самом деле, в живых системах уже не идет речь о роли энтропии – наоборот, возникают формы, обладающие спо- собностью уменьшать локальную энтропию. Метаболизм –
поглощение свободной энергии и вещества – становится ос- новой развития живых существ. Из принципа, который дей- ствует лишь тогда, когда другие принципы отбора не выделя- ют единственной траектории развития процесса, он превра- щается в тенденцию, свойственную любой живой системе –
тенденцию максимизировать локальное уменьшение энтро- пии за счет метаболизма.
Исследования особенностей самоорганизации живой при- роды показывают, что вместе с усложнением организации живых систем возникают и определенные противоречия между их стремлением к сохранению гомеостазиса, стабиль- ности и тенденцией максимизировать эффективность по- глощения и использования внешней энергии и вещества.
По-видимому, всю историю развития жизни на Земле можно было бы изложить на языке, использующем противо- борство различных тенденций. Не исключено, что разреше-

ние противоречий между этими двумя тенденциями проис- ходит по классическому образцу, установленному в теории исследования операций: спонтанно возникают те или иные свертки основных критериев, а естественный отбор загоняет систему в один из локальных экстремумов этого комбиниро- ванного критерия, характеризующего особенность той или иной локальной ниши. Во всяком случае, история антропо- генеза показывает, что подобная гипотеза не лишена подоб- ных оснований.
Итак, эволюция живого мира может изучаться под уг- лом зрения «поисков компромиссов»: наблюдаемое состоя- ние живой системы оказывается всякий раз непростым ком- промиссом. Заметим, что отыскание таких компромиссов происходит без участия интеллекта – принципы отбора фор- мируют те механизмы, которые находят эти стихийные «ал- горитмы эволюции».
Совсем иначе складывается ситуация на социальном уровне организации материи. Здесь ранжирование функци- оналов [Φi], определяющих условия гомеостазиса и форми- рования их свертки, становится прерогативой интеллекта.
Поскольку те или иные предпочтения, которые определяют поведение людей, являют собой субъективное представле- ние о способах обеспечения социальной стабильности, будь это отдельный человек, род, племя и т. д., субъективный фактор начинает играть все большую роль.
Возникающая неопределенность, которую порождает

субъективный фактор, начинает во многих случаях заменять природную стохастичность, необходимую для развития эво- люционного процесса. Изменчивость теперь в значительной степени определяется различием в целях, различием в оцен- ках обстановки и путях достижения целей, даже если они и совпадают. Мы видим, что деятельность интеллекта каче- ственно меняет все алгоритмы отбора.
На уровне живой природы наиболее типичными и легко наблюдаемыми являются механизмы адаптационного типа,
а бифуркации возникают лишь в исключительные момен- ты ее истории. На социальном уровне ситуация также ради- кальным образом изменяется. Более того, говоря об обще- ственных формах движения, мы должны внести существен- ные коррективы в ту условную классификацию механизмов развития, которую ввели ранее.
В самом деле, развитие любой социальной системы из лю- бого состояния может происходить заведомо не единствен- ным образом даже и тогда, когда она не подвержена дей- ствию неизвестных нам сил, случайностям и неопределенно- стям. Причина тому – интеллект, который включается в про- цесс выбора «продолжения».
Дальнейшее развитие любого процесса общественной природы определяется той ранжировкой функционалов, ес- ли пользоваться языком, который мы употребляем в этом параграфе, то есть той субъективной шкалой предпочтений,
которая существует у каждого человека. А точно предусмот-

реть действия людей нельзя в принципе: в одних и тех же условиях два разных человека часто принимают совершен- но разные решения. Отсюда возникает неоднозначность и неопределенность возможных продолжений процесса разви- тия в каждый момент времени.
Другими словами, каждое состояние социальной системы,
по нашему определению, является бифуркационным. Имен- но это обстоятельство приводит к резкому ускорению всех процессов самоорганизации общества. По мере развития на- учно-технического процесса и производительных сил орга- низационные основы общества начинают изменяться во все возрастающем темпе.
Заметим, что язык оптимизации, то есть отыскания экс- тремальных значений некоторых функционалов, с помощью которого мы описали алгоритмы развития на нижних уров- нях организации материи, сохраняет свое значение и для со- циальной реальности. Однако интеллект производит филь- трацию возможных решений, возможных типов компромис- сов неизмеримо эффективнее и быстрее, нежели это делает механизм естественного отбора.
Активное участие интеллекта в процессе развития поз- воляет расширить область поиска оптимума. Общественные силы перестают быть рефлексными, такими, в которых ло- кальный минимум разыскивается по четко регламентиро- ванным правилам. Поэтому для описания алгоритмов раз- вития, действующих в системах социальной природы, про-

стого языка оптимизации становится уже недостаточно. Мы вынуждены использовать другие способы описания, приня- тые в теории исследования операций и системном анализе.
В частности, это язык и методы анализа конфликтных ситу- аций и многокритериальной оптимизации.
Особое значение приобретает «обобщенный принцип ми- нимума диссипации», область применения которого непре- рывно расширяется. На протяжении всей истории человече- ства стремление овладеть источниками энергии и вещества было одним из важнейших стимулов развития и устремле- ния человеческих интересов. И поэтому оно всегда было ис- точником разнообразных конфликтов.
По мере развертывания научно-технического прогресса,
по мере истощения земных ресурсов все более утвержда- ется новая тенденция – стремление к экономному расходо- ванию этих ресурсов. Возникают, в частности, безотходные технологии. Преимущественное развитие получают произ- водства, требующие небольших энергозатрат и материалов,
это прежде всего электроника и биотехнология. На протя- жении всей истории темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей производства. Теперь, ка- жется, эти темпы начинают выравниваться.
Способность использовать свободную энергию и другие ресурсы планеты практически всегда определяла исход кон- фликтов между социальными структурами, а также отбор та- ких структур. По-видимому, так будет и в дальнейшем, хотя

теперь появится много других факторов отбора организаци- онных общественных структур, о чем я буду специально го- ворить во второй части этой книги.
Поэтому изучение конфликтных ситуаций и принципов отыскания компромиссов приобретает на современном эта- пе особую важность. Именно в этой сфере знаний может про- явиться потенциальная способность человека самостоятель- но и целенаправленно формировать алгоритмы развития.
Замечания о принципах
минимума диссипации
Обсуждая принципы отбора и механизмы развития, осо- бое внимание я уделил принципу минимума диссипации энергии. Этот вопрос не нов. Проблема «экономии энтро- пии» – этой меры разрушения организации и меры необра- тимого рассеяния энергии – уже неоднократно была предме- том самого тщательного анализа. Однако я придал этой про- блеме не совсем привычную трактовку. Поэтому, формули- руя те или иные положения, касающиеся принципа миниму- ма диссипации, я должен показать их связь с теми утвержде- ниями, которые выдвигались другими авторами.
Мое утверждение, которое относилось к миру нежи- вой материи, было следующим: если множество устойчи- вых (квазиустойчивых, стабильных) движений или состоя- ний, удовлетворяющих законам сохранения и другим огра-