ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 561
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
щий его историю, то есть стохастику, неопределенность и на- следственность.
Очень интересные данные нам дает этология – наука о поведении животных, особенно стадных. Стадо, например,
северных оленей (карибу) начинает обладать присущим ему свойством лишь в том случае, если оно достигнет опреде- ленной численности. Несколько отдельных оленей, даже ес- ли они находятся вместе, не проявляют тех свойств совмест- ного поведения, которые свойственны большому стаду.
При его формировании большую роль играет наслед- ственность, точнее, своеобразная память, о которой я буду говорить в одном из следующих разделов. Но, во всяком слу- чае, если в стадо диких оленей попадают домашние олени,
то их поведение всегда несколько отлично от стандартного, и они, например, в первую очередь оказываются добычей вол- ков.
Таким образом, чтобы изучить поведение стада, его свой- ства как некоторой системы, а стадо является системой, со- вершенно недостаточно знать особенности отдельных жи- вотных. Механизм сборки – это в данной ситуации особый процесс, требующий изучения неизмеримо большего, чем изучение поведения отдельных животных. Во всяком слу- чае, этот процесс порождает определенное кооперативное поведение, обеспечивающее в известном смысле «оптималь- ное» функционирование системы. В подобных ситуациях го- ворить о редукционизме просто не имеет смысла.
Очень интересные данные нам дает этология – наука о поведении животных, особенно стадных. Стадо, например,
северных оленей (карибу) начинает обладать присущим ему свойством лишь в том случае, если оно достигнет опреде- ленной численности. Несколько отдельных оленей, даже ес- ли они находятся вместе, не проявляют тех свойств совмест- ного поведения, которые свойственны большому стаду.
При его формировании большую роль играет наслед- ственность, точнее, своеобразная память, о которой я буду говорить в одном из следующих разделов. Но, во всяком слу- чае, если в стадо диких оленей попадают домашние олени,
то их поведение всегда несколько отлично от стандартного, и они, например, в первую очередь оказываются добычей вол- ков.
Таким образом, чтобы изучить поведение стада, его свой- ства как некоторой системы, а стадо является системой, со- вершенно недостаточно знать особенности отдельных жи- вотных. Механизм сборки – это в данной ситуации особый процесс, требующий изучения неизмеримо большего, чем изучение поведения отдельных животных. Во всяком слу- чае, этот процесс порождает определенное кооперативное поведение, обеспечивающее в известном смысле «оптималь- ное» функционирование системы. В подобных ситуациях го- ворить о редукционизме просто не имеет смысла.
Но это утверждение вовсе не означает признание витализ- ма или какой-либо из его разновидностей. Просто в процес- се «сборки» возникают новые системные свойства, не выво- димые из свойств объектов более низкого уровня.
Я уже произнес одно выражение – «кооперативное пове- дение». Оно, конечно, имеет смысл лишь тогда, когда речь идет об объектах, для которых можно говорить о «целепо- лагании», например, для живых существ, стремящихся со- хранить свой гомеостазис. Кооперативность поведения, ко- торой будут посвящены несколько разделов этой книги (ес- ли ее рассматривать с позиций механизмов сборки), есть лишь специальный случай возникновения общих для систе- мы свойств. Но при переходе к изучению общесистемных характеристик человеческого общества именно это свойство коллективов и любых организаций нашего общества приоб- ретает важнейшее значение. А в проблемах коэволюции био- сферы и человека – решающее!
Я уже говорил, что развитие нашего мира на всех его уров- нях представляется в форме некоторого процесса непрерыв- ного возникновения (и разрушения) новых систем, новых организационных структур. И механизмы сборки, определя- ющие процессы становления этих систем, их возникновение как синтез, объединение более просто организованных си- стем, элементов, возникновение новых свойств, нового каче- ства, являются стержнем всего мирового процесса развития.
Несмотря на их роль в нашем понимании общих процес-
сов развития, столь необходимого нам сегодня в выработ- ке стратегии во взаимоотношении человека и природы, мы очень мало можем сказать об общих свойствах «механиз- мов сборки», а тем более прогнозировать результаты их дей- ствий. Задача изучения свойств этих механизмов, как мне кажется, еще толком не поставлена.
Механизм обратной связи
и понятие «организация»
При описании процессов физической природы понятием
«организация» или «структура» системы обычно не пользу- ются. Для этого, оказывается, достаточно понятия «состоя- ние». Однако по мере усложнения изучаемых систем, осо- бенно при переходе к исследованию проблем самоорганиза- ции сложных многомерных динамических систем, понятия
«состояние» оказывается недостаточно. Возникает потреб- ность в общих интегральных характеристиках. Одной из та- ких и является понятие организации структуры внутренних связей системы прежде всего. При изучении объектов био- логической или общественной природы без понятий «орга- низация» или «структура» обойтись уже невозможно.
Потребности в изучении структурных свойств системы различной физической природы привели к возникновению даже специальной дисциплины – Теории организации. Она существует уже довольно давно и обладает собственными
Механизм обратной связи
и понятие «организация»
При описании процессов физической природы понятием
«организация» или «структура» системы обычно не пользу- ются. Для этого, оказывается, достаточно понятия «состоя- ние». Однако по мере усложнения изучаемых систем, осо- бенно при переходе к исследованию проблем самоорганиза- ции сложных многомерных динамических систем, понятия
«состояние» оказывается недостаточно. Возникает потреб- ность в общих интегральных характеристиках. Одной из та- ких и является понятие организации структуры внутренних связей системы прежде всего. При изучении объектов био- логической или общественной природы без понятий «орга- низация» или «структура» обойтись уже невозможно.
Потребности в изучении структурных свойств системы различной физической природы привели к возникновению даже специальной дисциплины – Теории организации. Она существует уже довольно давно и обладает собственными
принципами и методами описания. Возникновение этой дис- циплины можно связать с именами известного кристалло- графа, члена Российской академии Е. Федорова и врача, фи- зиолога и известного общественного деятеля А. Богданова.
Первый из них обратил внимание на то, что разнообра- зие архитектурных форм существования вещества значи- тельно беднее разнообразия материала, участвующего в при- родных процессах. Этот факт, имеющий глубокий философ- ский смысл, сделал содержательным выделение структуры вещества как самостоятельного объекта исследования. Такое исследование Е. Федоров провел на кристаллах. Оказалось,
что независимо от химического состава вещества, способ- ного к кристаллизации, существует лишь определенный на- бор кристаллических структур, которые могут существовать в природе. Е. Федоров дал его описание (закон Федорова).
Если для нас сегодня описание кристаллических струк- тур является не более чем наглядной иллюстрацией некото- рого общего свойства материального мира, то для Е. Федо- рова соображения философского и общесистемного харак- тера были продуктом побочным – его интересовали именно кристаллы. Тем не менее теория Федорова заложила основы статики в Теории организации, то есть изучения стабильных структурных форм материи.
Двумя десятилетиями позднее проблемами организации стал заниматься А. Богданов. Он стремился изучать прежде всего общие принципы организации материального мира и,
Первый из них обратил внимание на то, что разнообра- зие архитектурных форм существования вещества значи- тельно беднее разнообразия материала, участвующего в при- родных процессах. Этот факт, имеющий глубокий философ- ский смысл, сделал содержательным выделение структуры вещества как самостоятельного объекта исследования. Такое исследование Е. Федоров провел на кристаллах. Оказалось,
что независимо от химического состава вещества, способ- ного к кристаллизации, существует лишь определенный на- бор кристаллических структур, которые могут существовать в природе. Е. Федоров дал его описание (закон Федорова).
Если для нас сегодня описание кристаллических струк- тур является не более чем наглядной иллюстрацией некото- рого общего свойства материального мира, то для Е. Федо- рова соображения философского и общесистемного харак- тера были продуктом побочным – его интересовали именно кристаллы. Тем не менее теория Федорова заложила основы статики в Теории организации, то есть изучения стабильных структурных форм материи.
Двумя десятилетиями позднее проблемами организации стал заниматься А. Богданов. Он стремился изучать прежде всего общие принципы организации материального мира и,
в частности, динамику организационных форм, то есть изу- чать характер их изменения под действием внешних и внут- ренних факторов. Иными словами, если Е. Федоров рассмат- ривал организацию как неизменное свойство, присущее дан- ному объекту, то А. Богданов на обширном материале из раз- личных областей естествознания и обществоведения демон- стрировал существование общих закономерностей в изуче- нии организационных структур явлений самой разной при- роды.
Несмотря на то, что понятие «организация» использует- ся весьма широко, его четкое определение отсутствует. Его не дали и создатели новой дисциплины. Мне представляет- ся, что А. Богданов относил понятие «организация» к числу первопонятий, не отделимых от понятия «материя»: любой материальный объект обладает определенной организацион- ной структурой, любой процесс протекает в рамках опреде- ленной организации, а само по себе понятие «организация»
не имеет смысла, оно всегда должно быть связано с тем или иным материальным носителем.
С конца прошлого века математики начали заниматься проблемами, которые по своему существу очень близки к
Теории организации. Это проблемы топологии и качествен- ной теории дифференциальных уравнений. Я думаю, что благодаря усилиям математиков, работающих в этих обла- стях, уже начал формироваться специальный инструмента- рий Теории организации. Начало подобным качественным
Несмотря на то, что понятие «организация» использует- ся весьма широко, его четкое определение отсутствует. Его не дали и создатели новой дисциплины. Мне представляет- ся, что А. Богданов относил понятие «организация» к числу первопонятий, не отделимых от понятия «материя»: любой материальный объект обладает определенной организацион- ной структурой, любой процесс протекает в рамках опреде- ленной организации, а само по себе понятие «организация»
не имеет смысла, оно всегда должно быть связано с тем или иным материальным носителем.
С конца прошлого века математики начали заниматься проблемами, которые по своему существу очень близки к
Теории организации. Это проблемы топологии и качествен- ной теории дифференциальных уравнений. Я думаю, что благодаря усилиям математиков, работающих в этих обла- стях, уже начал формироваться специальный инструмента- рий Теории организации. Начало подобным качественным
исследованиям было положено А. Пуанкаре.
Значение математических методов и математической ин- терпретации в теории организации стало особенно нагляд- ным в последнее десятилетие, когда были обнаружены уди- вительные свойства универсальности систем различной при- роды, испытавших многократные бифуркации. Изученные сначала на относительно простых явлениях, таких, напри- мер, как отображение отрезка в себе, они, как оказалось,
свойственны и процессам более сложной природы (см. по- дробнее: Пуанкаре. О кривых, определяемых дифференци- альными уравнениями. М., 1953; Вул Е., Синай Я. Г., Ханин
К. М. Универсальность Фейгенбаума и термодинамический формализм. «Успехи математических наук», М., 1984, № 3).
Кажется бессмысленным говорить об организации, не на- зывая ее материального носителя. И тем не менее нам прихо- дится это делать. Ведь нечто подобное случилось с поняти- ем пространства после создания общей теории относитель- ности, когда стали очевидными связь и единство простран- ства, времени и распределения материи. Теперь мы знаем,
что «чистое» пространство – это некоторая фикция, неко- торая абстракция. Но это вовсе не означает, что нельзя изу- чать свойства и особенности того же пространства, той же организации самих по себе. Изучение подобных абстракций чрезвычайно важно для науки и составляет основу много- численных дисциплин. В конечном счете теоретическая нау- ка в отличие от эмпирии всегда имеет дело с идеализациями
Значение математических методов и математической ин- терпретации в теории организации стало особенно нагляд- ным в последнее десятилетие, когда были обнаружены уди- вительные свойства универсальности систем различной при- роды, испытавших многократные бифуркации. Изученные сначала на относительно простых явлениях, таких, напри- мер, как отображение отрезка в себе, они, как оказалось,
свойственны и процессам более сложной природы (см. по- дробнее: Пуанкаре. О кривых, определяемых дифференци- альными уравнениями. М., 1953; Вул Е., Синай Я. Г., Ханин
К. М. Универсальность Фейгенбаума и термодинамический формализм. «Успехи математических наук», М., 1984, № 3).
Кажется бессмысленным говорить об организации, не на- зывая ее материального носителя. И тем не менее нам прихо- дится это делать. Ведь нечто подобное случилось с поняти- ем пространства после создания общей теории относитель- ности, когда стали очевидными связь и единство простран- ства, времени и распределения материи. Теперь мы знаем,
что «чистое» пространство – это некоторая фикция, неко- торая абстракция. Но это вовсе не означает, что нельзя изу- чать свойства и особенности того же пространства, той же организации самих по себе. Изучение подобных абстракций чрезвычайно важно для науки и составляет основу много- численных дисциплин. В конечном счете теоретическая нау- ка в отличие от эмпирии всегда имеет дело с идеализациями
реальных объектов. И не только наука. Ведь изучаем же мы законы архитектуры, не вдаваясь в изучение подробностей физических свойств тех материалов, из которых построены разнообразные шедевры зодчества, и изучаем и архитектур- ные формы, мало беспокоясь о том, как используются зда- ния.
Подобный путь формирования и использования абстрак- ций традиционен для науки – это важнейший способ по- знания. И Теория организации Богданова является одной из таких теоретических схем. И в таком качестве ее вполне оправданно считать фундаментом современной теории си- стем. В самом деле, целостное представление о системе тре- бует прежде всего изучения ее организации. И чтобы добить- ся такого представления, надо сначала ответить на вопрос о том, что такое организация. Во всяком случае, объяснить тот смысл, который мы собираемся вложить в это слово. Обще- интуитивных соображений по этому поводу уже недостаточ- но.
Любой процесс может быть описан в терминах состояний.
Это могут быть фазовые переменные, относящиеся к конеч- номерным объектам, или функции (в том числе и функции распределения). К числу характеристик состояния можно иногда относить и функционалы, то есть числа, зависящие от переменных состояний. Все переменные состояния так или иначе изменяются во времени. И в каждом конкретном слу- чае можно говорить о характерных временах их изменения,
Подобный путь формирования и использования абстрак- ций традиционен для науки – это важнейший способ по- знания. И Теория организации Богданова является одной из таких теоретических схем. И в таком качестве ее вполне оправданно считать фундаментом современной теории си- стем. В самом деле, целостное представление о системе тре- бует прежде всего изучения ее организации. И чтобы добить- ся такого представления, надо сначала ответить на вопрос о том, что такое организация. Во всяком случае, объяснить тот смысл, который мы собираемся вложить в это слово. Обще- интуитивных соображений по этому поводу уже недостаточ- но.
Любой процесс может быть описан в терминах состояний.
Это могут быть фазовые переменные, относящиеся к конеч- номерным объектам, или функции (в том числе и функции распределения). К числу характеристик состояния можно иногда относить и функционалы, то есть числа, зависящие от переменных состояний. Все переменные состояния так или иначе изменяются во времени. И в каждом конкретном слу- чае можно говорить о характерных временах их изменения,
как это принято в физике или технике, измеренных в неко- тором временно-подобном масштабе времени.
Описание процесса изменения состояний – это и есть, с точки зрения математика и физика, описание эволюции (или развития) изучаемого процесса. И в таком контексте поня- тие «организация» кажется, вообще говоря, ненужно – без него вроде бы можно и обойтись. Однако, проводя иссле- дование того или иного объекта, мы, как правило, обнару- живаем, что характерные времена изменения некоторых пе- ременных его состояния значительно больше соответствую- щих времен других переменных. Вот эти первые переменные состояния мы и условимся относить к элементам организа- ции.
Другими словами, организация изучаемого объекта (си- стемы) – это совокупность консервативных, медленно изме- няющихся (в частном случае – постоянных, неизменных) ха- рактеристик объекта. У кристаллов это их геометрия – вза- имное расположение вершин, ребер, граней. В турбулент- ном потоке это средние характеристики давления, пульсации скоростей и т. д. В теории динамических систем под органи- зацией естественно понимать топологию ее фазовых траек- торий, структуру аттракторов и т. п.
В процессе исследования мы следим за изменением орга- низации системы, изучаем условия ее коренной перестрой- ки. С помощью использования подобных терминов часто оказывается возможным описать более наглядно те или
Описание процесса изменения состояний – это и есть, с точки зрения математика и физика, описание эволюции (или развития) изучаемого процесса. И в таком контексте поня- тие «организация» кажется, вообще говоря, ненужно – без него вроде бы можно и обойтись. Однако, проводя иссле- дование того или иного объекта, мы, как правило, обнару- живаем, что характерные времена изменения некоторых пе- ременных его состояния значительно больше соответствую- щих времен других переменных. Вот эти первые переменные состояния мы и условимся относить к элементам организа- ции.
Другими словами, организация изучаемого объекта (си- стемы) – это совокупность консервативных, медленно изме- няющихся (в частном случае – постоянных, неизменных) ха- рактеристик объекта. У кристаллов это их геометрия – вза- имное расположение вершин, ребер, граней. В турбулент- ном потоке это средние характеристики давления, пульсации скоростей и т. д. В теории динамических систем под органи- зацией естественно понимать топологию ее фазовых траек- торий, структуру аттракторов и т. п.
В процессе исследования мы следим за изменением орга- низации системы, изучаем условия ее коренной перестрой- ки. С помощью использования подобных терминов часто оказывается возможным описать более наглядно те или
иные свойства механизмов бифуркационного типа, посколь- ку именно в точках катастрофы и происходит резкое изме- нение организации структуры системы.
С этих же физикалистских позиций можно изучать орга- низацию и живого мира, и общественных структур, опреде- ляя каждый раз те характеристики эволюционного процесса,
которые мы будем относить к организации. Однако, как мы это увидим ниже, введенное определение организации при переходе к высшим уровням организации материи должно быть существенно дополнено.
Используя понятие организации, мы можем представить основное содержание синергизма – процесса самоорганиза- ции материи – как изменение ее организации, описать про- цессы развития системы последовательностью переходов от одних квазистабильных состояний, характеризуемых опре- деленными параметрами организации, к другим. Предлагае- мый подход отвечает тому представлению о роли временных масштабов при изучении процессов, протекающих в окру- жающей среде, которые мы находим в многочисленных пуб- ликациях В. И. Вернадского.
Заметим, что такое представление лежит, по существу,
в основе инструментария современного системного анали- за. В самом деле, в каждом конкретном исследовании все- гда тем или иным образом определяется (фиксируется) вре- менной интервал, в пределах которого изучается тот или иной объект – например, глубина прогноза погоды или коли-
С этих же физикалистских позиций можно изучать орга- низацию и живого мира, и общественных структур, опреде- ляя каждый раз те характеристики эволюционного процесса,
которые мы будем относить к организации. Однако, как мы это увидим ниже, введенное определение организации при переходе к высшим уровням организации материи должно быть существенно дополнено.
Используя понятие организации, мы можем представить основное содержание синергизма – процесса самоорганиза- ции материи – как изменение ее организации, описать про- цессы развития системы последовательностью переходов от одних квазистабильных состояний, характеризуемых опре- деленными параметрами организации, к другим. Предлагае- мый подход отвечает тому представлению о роли временных масштабов при изучении процессов, протекающих в окру- жающей среде, которые мы находим в многочисленных пуб- ликациях В. И. Вернадского.
Заметим, что такое представление лежит, по существу,
в основе инструментария современного системного анали- за. В самом деле, в каждом конкретном исследовании все- гда тем или иным образом определяется (фиксируется) вре- менной интервал, в пределах которого изучается тот или иной объект – например, глубина прогноза погоды или коли-
чество жизненных циклов популяции. Величина подобного интервала является важнейшей характеристикой исследова- ния, определяющей цель исследователя.
Но если в любом исследовании всегда существует неко- торый характерный интервал времени, то по отношению к нему мы можем провести (и всегда проводим) некото- рое ранжирование или классификацию отдельных процес- сов: быстрые, медленные и т. д. Например, в ряде случаев можно изучать функционирование системы, считая ее орга- низацию неизменной, как в задаче об изучении механиче- ских свойств кристалла. Это позволяет нам построить один вариант асимптотической теории. В других случаях можно игнорировать детали некоторых быстропротекающих явле- ний – получим другой тип асимптотических теорий. Пояс- ним сказанное на примере анализа изменения характеристи- ки климатических процессов.
Говоря о погоде, мы имеем в виду характерные времена порядка нескольких дней. И для ее изучения важнее всего структура атмосферной циркуляции – распределение атмо- сферных фронтов, характер движения циклонов и т. д. На фоне этой видимой «организации» погоды мы изучаем ее де- тали, нас интересующие: где и когда выпадут осадки, каков будет суточный ход температуры, чему будет равна макси- мальная скорость ветра и т. д.
Если же речь пойдет об анализе долговременного клима- тического процесса, о его зависимости от астрономических
Но если в любом исследовании всегда существует неко- торый характерный интервал времени, то по отношению к нему мы можем провести (и всегда проводим) некото- рое ранжирование или классификацию отдельных процес- сов: быстрые, медленные и т. д. Например, в ряде случаев можно изучать функционирование системы, считая ее орга- низацию неизменной, как в задаче об изучении механиче- ских свойств кристалла. Это позволяет нам построить один вариант асимптотической теории. В других случаях можно игнорировать детали некоторых быстропротекающих явле- ний – получим другой тип асимптотических теорий. Пояс- ним сказанное на примере анализа изменения характеристи- ки климатических процессов.
Говоря о погоде, мы имеем в виду характерные времена порядка нескольких дней. И для ее изучения важнее всего структура атмосферной циркуляции – распределение атмо- сферных фронтов, характер движения циклонов и т. д. На фоне этой видимой «организации» погоды мы изучаем ее де- тали, нас интересующие: где и когда выпадут осадки, каков будет суточный ход температуры, чему будет равна макси- мальная скорость ветра и т. д.
Если же речь пойдет об анализе долговременного клима- тического процесса, о его зависимости от астрономических