Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Автореферат диссертации'
Работа выполнена на кафедре экономической, социальной и политической географии Географического факультета ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный универ...полностью>>
'Документ'
Гора Сион: гробница царя Давида и Горница Тайной Вечери. Старый город, Стена Плача. Панорама Иерусалима. Крестный путь (5 последних остановок). Храм ...полностью>>
'Конкурс'
Настоящее Положение применяется при проведении открытого дистанционного конкурса «Знаменательные даты» по теме «200-летие Отечественной войны 1812 год...полностью>>
'Документ'
1) Что изучает ПЛ. Изучает процессы формирования, восприятия, понимания и развития речи. Разрабатывает модели реч. дея-ти и психофизиологические рече...полностью>>

Шевченко В. А. Универсальный природный цикл Общая информационно-энтропийная концепция развивающихся систем

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Сам же принцип - по мнению М. Планка является наиболее всеобщим в природе, "венцом всей системы", и господствует над законом сохранения энергии и законом сохранения количества движения, объединяя их [109].

Как отмечалось ранее, нет функции без структуры и структуры без функции. Функция есть изменение структуры во времени и пространстве.

Следовательно, снижение энтропии в системе должно обеспечиваться образованием соответствующих низкоэнтропийных, а следовательно, высокодетерминированных (жестких) структур.

Отсюда следует, что стремление открытой системы, выведенной из стационарного состояния какой-либо новой информацией, вернуться к стационарному состоянию реализуется посредством образования новой, максимально упорядоченной в данных условиях информационной структуры.

Закон Пригожина, видимо, является одним из фундаментальных законов природы и описывает тенденцию неуклонного нарастания упорядоченности в открытых системах.

Сам же порядок определяется Дж. Карери как статистическая пространственно-временная корреляция в распространении материи.

Статистический характер порядка проявляется в том, что "повышение вероятности событий есть ужесточение коррелятивной связи между ними" [71]. Чем сильнее корреляция между событиями или состояниями объектов, тем выше степень порядка в материальной системе.

Обобщая сказанное, можно сделать вывод, что понятие энтропии теснейшим образом связано с понятием энергии (суммарной энергии движения элементов) в то время, как процесс накопления информации связан с потерей энергии. Как отмечает Г. Ф. Мучник: "Порядок возникает в условиях рассеивания энергии" [98].

Рис. 8 иллюстрирует положение о том, что устойчивая связь формируется, если энергия получившихся в реакции молекул ниже, чем полная энергия исходных частиц атома и молекулы.

П. Эткинс считает, что все естественные реакции похожи на процесс охлаждения (даже эндотермические), только в последнем случае распределение энергии при ее рассеивании более тонкое [157].

Теперь вернемся к аналогии организма и реки.

Вода, занимая определенный объем в русле, при одном и том же е.е уровне может нестись с бешеной скоростью горной реки, а может вести себя спокойно и тихо.

Для постороннего наблюдателя и в первом, и во втором случае река остается рекой, и уровень воды в русле остается одинаковым. Но в первом случае скорость движения каждой молекулы воды значительно выше, чем во втором. Диссипативная функция реки с быстрым течением выше, чем тихой. Диссипативная функция, теснейшим образом связанная с энтропией, служит показателем скорости протекания энергии через систему. Согласно закону Пригожина, целью любой открытой системы является такое состояние, при котором производство энтропии и диссипативная функция минимальны.

Но если река в процессе своего онтогенеза не может уменьшить угол наклона русла, замедлив тем самым свое течение и уменьшив энтропию, то все другие системы, обладающие информационно-энтропийным ритмом, уменьшают энтропию обязательно.

Рис. 8. Образование устойчивой связи между элементами системы.

О том, что в процессе онтогенеза энергия, протекающая за единицу времени через биологическую систему, постоянно уменьшается, свидетельствуют данные биологии и медицины.

Ранним стадиям онтогенеза присущ повышенный термогенез. Обменные процессы идут в молодом организме очень интенсивно, причем интенсивность их постоянно ослабевает и к старости достигает минимальных значений.

Этот процесс проявляется на всех уровнях: на организменном -относительным снижением двигательной активности; на тканевом -уменьшением относительного числа высокоактивных клеток; на клеточном - уменьшением продукции АТФ - универсальной энергетической "валюты" организма; на субклеточном и молекулярном -снижением разности потенциалов в клеточном ядре, которое, как показали эксперименты, является своеобразным конденсатором электронов, который в течение жизни постепенно "разряжается".

Все эти примеры говорят о том, что в процессе онтогенеза количество энергии, протекающей через организм (на единицу объема за единицу времени), неизбежно уменьшается, что проявляется в снижении тепловыделения, то есть в снижении диссипативной функции.

Течение реки индивидуальной жизни неотвратимо замедляется, пока не останавливается совсем И виною тому все тот же закон Пригожина.

Взаимодействие системы с новой информацией, осуществляющееся по закону Пригожина, имеет общие черты с процессом кристаллизации, но тем не менее отличается от нее. Это диалектический процесс. В условиях действия новой информации на систему уменьшение диссипативной функции приводит к образованию новой структуры и ограничению взаимодействия с этой информацией. Но информация внешней среды - это единственный источник существования системы и утрата его полностью или частично приводит к негативным последствиям. Результатом столь драматического противоречия является вариант взаимодействия с внешней информацией, который более правильно было бы назвать не минимализацией, а оптимизацией.

Суть процесса оптимизации состоит в том, что спектр взаимодействия (в биологии - норма реакций) открытой системы и раздражителя в процессе развития сужается, а чувствительность системы к раздражителю возрастает. Это явление происходит только благодаря образованию структуры.

Энергетическая ценность новой информации при взаимодействии неуклонно снимается, а информационная ценность возрастает. (Под ценностью информации понимаю способность новой информации менять внутреннее состояние системы -В. Ш.)

Как совершенно справедливо отмечает М. В. Волькенштейн, понятие ценность информации может быть определено лишь в связи с рецепцией информации [41].

Исходя из анализа механизмов функционирования мозга, А. А. Братко приходит к обобщению, что удельный вес информации на разных уровнях организации материи не одинаков, поскольку в процессе развития для выполнения информационных процессов формируются все более экономные материальные структуры [29].

Оптимизация - возрастание экономичности жизненных процессов в процессе развития - замечена учеными разных стран.

К. М. Завадский пишет. "Два десятилетия назад одному английскому ученому и мне пришел в голову очень простой способ количественного измерения степени целесообразности, по выживаемости, то есть отношением числа родившихся к числу умерших. В прогрессивном ряду живых существ число родившихся падает. Но падает необычно и смертность - получается, что "вклад" каждой особи в прогресс популяции увеличивается. И вот выяснилось, что "экономичность" живого на протяжении миллиардов лет эволюции вырастает на одиннадцать-четырнадцать порядков величин. Другими словами, на четырнадцать порядков меньше вероятность того, что одна средняя особь вида бактерий внесет вклад в жизнь своего вида, чем одна особь обезьяны, антилопы и прочих" [65]. "Этот путь эволюции, основанный на повышении средней выживаемости особи, и стал главной стратегией прогрессивного развития живого" [66].

Именно в процессе стремления системы к оптимизации создается информация. Почему мир не чисто случаен7. Потому, что все, что в нем > находится, стремится к своему наиболее низкому энергетическому состоянию.

Рассмотрим систему: частицы воды, глины, песка, гравия, находящихся в банке. В условиях невесомости они будут хаотически двигаться. Проведем мысленный эксперимент: мгновенно поместим банку в поле тяготения. Система начнет изменяться, в результате этого в банке образуется слоистая структура. Самый нижний слой составит гравий, следующие за ним - песок, глина, а над ними -слой чистой воды. Каждый элемент этой системы в условиях нового воздействия (гравитационное поле) достигнет состояния с минимальной потенциальной энергией. По результатам воздействия мы можем судить о его характере. Если же затратить энергию и все названные элементы перемешать, состояние системы снова будет неинформативным.

Накопление информации в открытой системе и есть ее самоорганизация. Адекватность самоорганизации также определяется законом Пригожина.

В результате самоорганизации возникают совершенные приспособления.

Самоорганизация, адаптация, оптимизация - синонимы одного и того же процесса.

Термин оптимизация только тогда приобретает научную строгость, когда используется как синоним терминов энергетической минимализации и максимализации информационной упорядоченности. Всякое другое его толкование лишает термин какого-либо конкретного смысла.

При данном подходе можно обнаружить, что научное определение информации полностью совпадает с бытовым. Ведь вероятность правильности определения фактора, воздействующего на систему, увеличивается по мере реализации в системе закона Пригожина. Вероятность установления правильного диагноза в медицинской практике увеличивается по мере проявления симптоматики, которая в процессе любого заболевания приобретает все более специфические черты. Палеонтолог, найдя единственный зуб какого-либо ранее неизвестного ископаемого животного, может описать весь его облик и образ жизни, то есть извлечь с его помощью огромную информацию. Почему? Потому, что этот зуб прошел длительный филогенетический путь и в его строении отражен наиболее рациональный вариант, приспособленный к данным конкретным условиям. При археологических раскопках вероятность идентификации предметов по назначению тем выше, чем больше их рациональность: чем больше здание приспособлено для жилья или ритуалов, оружие для защиты и нападения, инструменты для выполнения определенных трудовых операций, то есть чем больше в них реализована тенденция к оптимизации, тем выше вероятность их идентификации, тем больше информации они несут исследователю.

Для иллюстрации этой мысли профессор Е. В. Грунтенко приводит простой наглядный пример: "Вы нашли случайно портфель. Открыли: а там в обоих отделениях лежат машинописные страницы. Вытащили пачку из одного: страницы перепутаны, в тексте полно неоконченных или явно напечатанных не сначала, а где-то со средины предложений, местами и просто бессмысленных фраз. Во втором же отделении то, что есть написано, по смыслу логично, грамматически правильно, понятно и интересно.

Посмотрите Вы в оба отделения и решите: в первом какие-то случайные страницы, ничего об их авторе не скажешь, однако то, что во втором, написано человеком образованным, интересным. Детектив (следователь) по этим страницам много чего может сказать" [56].

Совершенные произведения природы и человеческой мысли как раз и отличаются своей предельно жесткой структурой. К ней ничего нельзя добавить и ничего отнять, не нарушив ее целесообразность и гармонию.

Оптимизация всегда конкретна. Не существует оптимизации вообще. Она реализуется в открытой системе по отношению к совершению конкретной новой информации. Структура, совершенная по отношению к одному фактору, может быть абсолютно иррациональной относительно другого.

Следовательно, информационное движение (развитие) материи точно так же, как и другие виды движения, относительно. Подобный вывод полностью согласуется с практическими результатами частных наук, касающихся, в частности, движения материи.

"Понимание относительности движения в философском смысле удобно формулировать как принцип относительности конкретного -конкретных состояний и конкретных свойств и отношений движущейся материи. Этот принцип не может допускать никаких исключений", - отмечает философ В. И. Свидерский [118].

Именно благодаря тому, что окружающий мир имеет в своем "ассортименте" практически неограниченное разнообразие различных факторов воздействия, относительно которых происходит движение систем, мы наблюдаем такое разнообразие совершенных организмов.

"Различия между организмами... по-видимому, существуют... потому, что в этой совокупности... процессов, которые составляют конкретный организм, они являются оптимальными" [81].

В процессе информационного движения образуется определенная структура, а взаимодействие переносится на все более верхние специализированные уровни, а иногда выносится за пределы системы (что проявляется в создании материальных и духовных ценностей).

Попутно заметим, что подобное понимание совершенства, как целесообразности, свойственно так называемому европейскому стилю мышления. Традиционный восточный тип мышления под совершенством понимает нечто прямо противоположное - систему в состоянии максимальной энтропии.' Такое состояние материи древними философскими учениями обозначается как "Дао", "Экам", "Брахман", соответствующее ему состояние психики - "Нирвана", " Самадхи", "Сейтори". "Откровение". Графически его изображают в виде наименее специализированных, основополагающих, совершенных фигур: шара, круга или равнобедренного треугольника.

Из закона Пригожина, кроме заключения об относительности информационного движения, вытекает еще один не менее важный вывод.

Если минимальное энергетическое и максимально жесткое состояние для открытой системы является конечным пунктом ее движения, следовательно, это состояние является для нее и наиболее вероятным.

К нему система как бы притягивается, отсюда его название "состояние-аттрактор" (от английского слова attract - притягивать).

Вот что по этому поводу пишет сам И. Пригожий: "Результаты Больцмана означают, что необратимое термодинамическое изменение есть изменение в сторону более вероятных состояний и что состояние-аттрактор есть макроскопическое состояние, соответствующее максимуму вероятности.

Коль скоро наиболее вероятное состояние достигнуто, система отклоняется от него лишь на небольшие расстояния и на короткие промежутки времени. Иначе говоря, система лишь флуктуирует около состояния-аттрактора" [113].

Наиболее вероятное состояние, достигнутое в конкретных условиях, естественно является и наиболее устойчивым. "До тех пор, пока состояние-аттрактор определяется минимумом потенциала (например, производство энтропии), его устойчивость гарантирована" [113], т, е. то, что в теории отражения формулируется как принцип наименьшего действия и принцип наибольшей вероятности.

Для открытых систем два вывода из закона Пригожина можно записать в виде правила:

"Выведенная из стационарного состояния открытая система эволюционирует к своему наиболее вероятному состоянию относительно новой информации, и это состояние есть максимальная упорядоченность".

Этот вывод, казалось бы, вступает в противоречие с, законом неубывания энтропии, открытого Р. Клаузисом.

Вспомним формулировку закона Клаузиса для изолированных систем: "Изолированная система стремится к своему наиболее вероятному состоянию. И это состояние есть полный хаос". Следовательно, чем более вероятно по отношению к равновесному состоянию данное состояние, тем меньше в нем заключено информации.

Однако это противоречие мнимое. Советский математик А. В. Шилейко пишет, что "закон неубывания энтропии представляет собой следствие самого способа определения понятия энтропии" [148].

Академик Л. Д, Ландау показал, что второе начало термодинамики в ее современной трактовке неприменимо ко Вселенной в целом, неприменимо оно также и в микромире, и при рассмотрении экстремальных температур при различных фазах Большего сжатия [73]. Малопродуктивным оказалось его действие и при анализе явлений жизни: "Второе начало термодинамики было выведено для несуществующих в природе замкнутых систем, и для сложных неравновесных, особенно биологических систем, оказалось мало пригодным" [42].

Рассмотрение же энтропии и информации как векторных величин и введение принципа относительности позволяет увидеть действие этого закона в реальных условиях.

Согласно классическим представлениям, энтропия - это величина, показывающая, насколько близко находится физическая система к своему состоянию термодинамического равновесия.

В нашем же понимании энтропия показывает, насколько далека от своего энергетического минимума система, пришедшая в движение относительно новой информации.

Обобщая вышесказанное, получаем более общее правило:

"Все системы стремятся к своему наиболее вероятному состоянию. Для замкнутой системы это состояние есть полный хаос, для открытой - максимально-упорядоченное для конкретных условий состояние".

Причем данный подход не отрицает прежнего, при котором информацию оценивают по степени невероятности какого-либо состояния и где за точку отсчета принимают равновесное состояние*. Действительно, с точки зрения равновесного состояния всякое отклонение от него есть событие, вероятность которого уменьшается пропорционально величине этого отклонения.

Мы же, пользуясь принципом относительности информационного движения, рассмотрели движение системы в буквальном смысле с другой стороны - со стороны внешнего воздействия.

Такой подход, по нашему мнению, позволяет связать в логически непротиворечивую конструкцию физический и биологический взгляд на мир, что является насущной потребностью науки.

В книге "Энергия и информация" Е. В. Котова отмечает, что наиболее современная теория открытых систем, разработанная школой Пригожина, дает более адекватное энергетическое описание биологических систем, чем классическая термодинамика, однако не дает ключа к решению биологических проблем [83], а М. В. Волькенштейн говорит о том, что каноническая теория информации не рассматривает рецепцию (восприятие), запоминание, создание информации. Хотя именно такие процессы существенны для биологии, физическая теория этих процессов еще не построена [42].

Следовательно, принцип относительности можно обнаружить и в подходе Клаузиса.

Несколько слов о системообразующем факторе, вопрос о котором видный советский ученый, создатель теории функциональных систем академик П. К, Анохин считал краеугольным камнем любого системного исследования. Он писал: "Для принятия "общей теории систем" пригодной для различных явлений, наиболее важным критерием изоморфности, естественно, является изоморфность системообразующего фактора" [8].

С нашей тонки зрения, системообразующим фактором является новая информация, воздействующая на структуры, и по отношению к которой совокупность взаимосвязанных элементов переходит во все более низкое энергетические состояние и все более жесткое информационное, то есть по отношению к которому система осуществляет свое информационное движение (развитие).

Чем больше система продвинулась навстречу системообразующему фактору, тем больше своих специфических черт, отличающих ее от других систем, она приобретает,

В заключение можно сказать, что в любой системе тенденции к порядку и беспорядку находятся в противоборстве и представляют собой главное, наиболее общее противоречие системы.

Причем тенденция к порядку в конечном итоге всегда преобладает, так как максимально упорядоченное состояние для открытых систем является наиболее вероятным. Разлад, дезорганизацию (энтропию) вносит в систему только новая информация.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Олег Бахтияров «Деконцентрация»

    Документ
    Техника деконцентрации внимания (дКВ) была разработана в 80-егоды в рамках программ подготовки операторов для деятельности в сложных, неопределенных и экстремальных условиях.
  2. Е. Ю. Прокофьева редакционная коллегия (3)

    Документ
    Ю. Прокофьева РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: А.И. Акопов (научный редактор); Т.Н. Андреюшкина (заместитель главного редактора); М.А. Венгранович (литературный редактор); Ю.
  3. С. В. Доронина, И. Ю. Качесова

    Документ
    Университетская филология – образованию: регулятивная природа коммуникации: Материалы Второй международной научно-практической конференции «Коммуникативистика в современном мире: регулятивная природа коммуникации» (Барнаул, 14-18 апреля 2009 г.
  4. В. С. Чураков (председатель редакционной коллегии)

    Документ
    П781 Проблема времени в культуре, философии и науке: сб. науч. тр. / под ред. В.С. Чуракова. (Библиотека времени. Вып. 3). – Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006.
  5. А. Г. Войтов философия учебное пособие

    Учебное пособие
    Многие выдающиеся философы считали философию наукой о науке. Ее называли наукоучением, метанаукой (наукой о науке), а в западной традиции – эпистемологией (учением о знании) или философией науки.

Другие похожие документы..