Системы «типа живых»

Боюсь, что я надоем пристрастием к «пунктам», но они позволяют говорить кратко. Поэтому снова пункты. На этот раз по поводу специфики биологических систем.

Здесь следовало бы начать с основ Общей Теории Систем (ОТС), но я отошлю читателей к трудам специалистов, начиная от Берталанфи (см. сводку В.Н. Садовского, а также работы А.И. Уемова).

1. Всем живым системам присуща общая Целевая Функция, реализованная в обобщенных программах: выжить и размножиться. Каждая из них в процессе усложнения делится на «производные». Например, выживание поделилось на «питание» и «защиту». При последующем наращивании иерархии структурных этажей эти функции усложнялись от биохимических и физиологических процессов до поведенческих актов.

2. Они обладают качеством выделения себя из среды и поддержания индивидуальности за счет специфических программ «эгоизма» саморегуляции. Им сопутствуют программы взаимодействия и кооперации. Совместно они обеспечивают эволюцию.

3. Элементом каждой такой системы нужно считать тоже сложные системы, способные к самостоятельности. Они ее частично утрачивают, объединяясь в систему высшего уровня. Так появились основные типы живых систем: клетки из макромолекул, организмы из клеток, сообщества из индивидов. Структурные единицы низшего порядка (атомы) нельзя признать элементами сложной (живой!) системы.

4. Границей живых систем является проявление вторичных «управляющих» подсистем, содержащих модели. Если в первых «рабочих» подсистемах циркулируют частицы и энергия, то во вторых, кроме того, — сигналы, призванные передавать информацию, то есть управлять материальными процессами с ничтожными затратами энергии и вещества. Сигналы можно представить как комплексы из частиц низшего порядка (электроны, атомы, молекулы), несущие кванты энергии, организованные во времени в структуры из колебаний (звук, свет).

5. Все структуры и функции построены по иерархическому принципу: каждый высший этаж управляет низшими. В процессе эволюции (самоорганизации) происходит наращивание этажей (уровней) сложности. Одновременно формируются обратные связи, обеспечивающие интеграцию системы в единое целое.

6. Внешние и внутренние функции регулируются сочетанием прямых и обратных связей, положительных и отрицательных. Так обеспечивается как поддержание постоянства внутренних параметров, так и «порционность» внешних функций, выражающаяся в «циклах».

7. Зависимости между этажами регуляторов и рабочих подсистем в количественном выражении очень различны — от жесткого соподчинения до значительной автономности. Соответственно различно участие этажей в выполнении программ и реализации Целевых Функций, от универсального обмена веществ до актов сложного поведения.

8. На каждом структурном этаже имеют место свои процессы самоорганизации, в разной степени влияющие на изменения целой системы. В них также можно выделить ведущие и подчиненные звенья.

9. «Степень сложности» живой системы определяется числом элементов, количеством основных структурных этажей и дополнительных уровней управления, диапазоном приспособления к внешним условиям, способностью к изменению программ управления внешней средой (творчеством?), способностью создавать системы более высокого уровня сложности.

Функции клетки, организма, сообщества, в самом общем виде, можно выразить через обмен комплексами и частицами более низкого порядка, с включением «порций» энергии, как между частями системы, так и с окружающим миром. В клетках это атомы и молекулы, в организме — это еще и сигналы, в сообществе — сигналы, силы и предметы. При этом имеют место два вида изменений в самой системе. Первые — циклические, с возвращением к (приблизительно) исходному состоянию в конце цикла. Вторые — нециклические, полностью или частично необратимые. Эти последние протекают по принципам самоорганизации с направленностью на усложнение или на деградацию первоначальной структуры. Оба типа процессов идут в разных масштабах времени, хотя и одновременно. Оба они оказывают влияние друг на друга: медленная деградация уменьшает периодические функции и, наоборот, сами эти функции могут служить усложнением самосборке некоторых субструктур, совершенствующих всю систему. Примером первых может служить любая патология, ухудшающая физиологические функции, например, ритмические сокращения сердца. Иллюстрацией вторых являются процессы тренировки: мышечные упражнения ускоряют синтез белков и повышают дееспособность организма. По такому же типу взаимодействуют быстрые мыслительные процессы (см. ниже) и медленные изменения психики.

На каждом структурном этаже сложных систем протекают оба типа процессов — циклические и нециклические, с самосборкой или с деградацией. При этом каждый этаж оказывает на другие большее или меньшее воздействие и тоже — на их разные процессы совершенствования или разрушения.

Модели и иерархические этажи из структур удлинили во времени программы управления через Функциональные Акты, усложнили их в пространстве и в использовании энергии.

Эволюция шла в трех направлениях:

1. Усложнение структур «индивид — семья — сообщество», с возрастанием их иерархии — от стаи до человечества.

2. Возрастание Разума за счет удлинения ФА и наращивания их этажей сложности и обобщенности. От разума генома клеток, через мозг животных к творческому разуму человека, далее к Коллективному Разуму общества с перспективой его технического воплощения в ИИ.

3. Эволюция критериев от потребностей в пище, размножении, защите — к общению, информации и далее к искусственным потребностям сообществ в виде идеологий. Вектор эволюции в сторону усложнения, сначала биологической, потом технической. (К Вселенскому Разуму?)

РАЗУМ

…Нам говорят «безумец» и «фантаст». Но, выйдя из зависимости грустной, с годами мозг мыслителя искусный Мыслителя искусственно создаст.

Гете. Фауст

В сороковых годах, с подачи Н. Винера, у нас появилось слово «кибернетика», и понятие «информация» получило новое значение. Винер уравнял ее с энергией и материей. Едва ли это справедливо, если не признавать «бестелесную» и «безэнергетическую» информацию в виде управляющих сигналов от Господа Бога или Вселенского Разума. (Утверждения такие существуют.)

Реальная информация воплощена в моделях, построенных из специфических структурных единиц, а ее передача выражается в сигналах, имеющих энергетическую природу, но также и материальную структуру. То и другое являются лишь продуктом усложнения материи в процессе самоорганизации, но в то же время и ее объектом. По крайней мере, в пространстве и времени ограниченных сферой распространения «живых» систем, пока Разум не вышел в космические просторы и действительно не превратился во «Вселенский».

(В связи с этим: если в принципе допустить такую возможность, то Вселенский Разум уже должен существовать, будучи порожденным более старыми космическими системами. Может быть, он уже управляет нами через воздействия из Вселенной? Об этом так любят говорить «космисты». Управляет не строго, учитывая непредсказуемость самоорганизации, поэтому предупреждение хаоса не гарантируется…)

Так или иначе, биологическая эволюция породила модели и сигналы, составившие своеобразную «субстанцию» Разума, позволяющую оторваться от косной материи неорганического мира и открывшую новые возможности самоорганизации сложных систем как «живых», так и технических.

В последние два десятилетия комплексная наука о механизмах и моделировании мышления получила название «когнитология» (cognitive science). В нее включают: теорию познания, логику (как части философии), психологию, лингвистику и компьютерную математику. Как видите, спектр очень широкий. Впрочем, эта новая наука не создала теории мышления, позволяющей создать его модельное воплощение.