Историческая эволюция форм отражения. Уровень отражения как критерий развитости системы

Понятие отражения тесно связано с основным вопросом философии, материалистическое решение которого в то же время есть формулировка основных принципов теории отражения. Под отражением донимается свойство материальных систем в процессе взаимодействия запечатлевать и сохранять в своей структуре следы воздействия другой системы, накапливать их.

Приведенное определение, однако, недостаточно полно, оно характеризует элементарную, пассивную форму отражения, присущую в основном физическим взаимодействиям объектов неорганической природы. Но и здесь в ходе эволюции материи, даже у неорганических ее форм, развились определенные признаки чувствительности - притяжение и отталкивание субатомных, частиц, атомная валентность, молекулярная связь.

Отражение выступает как одно из свойств материи наряду с пространством, временем, движением и является важнейшим фактором. определяющим характер взаимодействия. При этом, в отличие от категорий пространства и времени, отражение, его формы (рис. 38; табл. 4) исторически развиваются вместе с развитием материи. Более высокие уровни развития материи обусловлены соответственно более совершенными формами отражения.

Рис. 38. Виды отражения

Процесс совершенствования свойства отражения, берущий начало от его исходной предпосылки в неорганической природе, шел по линии повышения активности и избирательности отражения. По существу все продукты познавательной деятельности человека являются активными отображениями действительности. Не масса и не энергия, а развитие у систем способности к адекватному отражению характеризует уровень их организации

Неорганической природе присущи лишь низшие формы отражения и взаимодействия. Отражение и взаимодействие здесь тесно взаимосвязаны* , причем отражение неотделимо от взаимодействия, ибо нет структур, "специализирующихся" на отражательных процессах.

Взаимодействие происходит на основе отражения и конкретных условий (специфики объектов, влияния факторов среды и т.п.), как правило, статистического характера, вследствие чего не все отражение по своему содержанию может реализоваться во взаимодействии. Элементы системы в результате отражения и взаимодействия на основе законов физики и химии (в зависимости от химического состава, от величины массы, уровней потенциала, значений температуры и т.п.) и вероятностных законов образуют определенным образом упорядоченные структуры, поимущественно устойчивые (ибо неустойчивые не сохраняются). Неорганические тела не способны активно использовать результаты взаимодействия как средство самосохранения. Иначе говоря, отражение в неорганической природе не обладает статусом самостоятельного существования.

Тем не менее благодаря пассивной форме отражения здесь при определенных условиях возникают процессы стихийной, медленно текущей самоорганизации. Уже на этом уровне отражения известны появления негэнтропийных тенденций в виде авторегуляции. Эти тенденции впервые в систематизированном виде исследованы Л.А. Петрушенко. Автор отмечает такие свойства и процессы, как инерция, флуктуация, принцип наименьшего действия [2]. Позже, в исследованиях Г. Хакена (ФРГ), И. Пригожина (Бельгия) явления самоорганизации в неорганической природе получили новое подтверждение.

Существенный вклад в разработку диалектико-материалистической теории отражения внес В.С. Тюхтин. Еще в начале 70-х годов он показал, что присущий неорганическому миру пассивный ("зачаточный") вид отражения, носящий форму лишь физического взаимодействия тел, является в то же время "генетической предпосылкой" и функциональной основой" возникновения более высоких форм отражения в живой природе и человеческом обществе, когда отражение превращается в информационную модель, в образ и используется в процессах управления и познания [3].

Говоря о движении неорганического мира, о его формах, обусловивших возникновение более высоких уровней отражения, следует обратить особое внимание (вслед за П.К. Анохиным) на определяющую роль пространственно-временного континуума мира, т.е. на цикличность воздействии. Именно благодаря миллионы раз повторяющейся смене времен года и суток, многократно повторяющимся отклонениям и возвратам в исходное состояние физических параметров среды, при их благоприятном сочетании, на одной из планет Солнечной системы - Земле началось превращение химических структур в структуры функциональные, которым свойственны активное отражение и целенаправленный информационно-управленческий процесс. Активность отражения проявилась в том, что низшие организмы стали обладать "целенаправленной чувствительностью" [4]. Начало превращения отражения в сигнально-информационный фактор в каталитических реакциях предбиологических систем послужило возникновению зачатков биологической самоорганизации и самоуправления.

На уровне живого отраженне противодействующей среды в сочетании с оборонительными реакциями перерастает в обратную связь, формируя замкнутый контур - основу гомеостазиса (см. табл. 4). Непрерывно-цикличное воздействие пространственно-временного континуума мира на устойчивые (гомеостатическне) структуры приводит к качественным изменениям в органической субстанции к самосовершенствованию структуры (ее адаптации и саморазвитию), сопровождающемуся упорядоченным усложнением ее функциональных свойств. Этапным моментом здесь являются появление II контура ОС и формирование опережающего отражения, открытого и исследованного П.К. Анохиным.

Если в неорганической природе отражение передается от причины к следствию в актах непосредственного взаимодействия, то живые системы начинают выделять из суммарного эффекта взаимодействия информационный аспект. Они реагируют не энергетический аспект воздействия раздражителя, а на разнообразие, детерминируя развертывание сложных реакций в организме биологической системы, которые предвосхищают, опережают (ранее многократно случившиеся) события внешнего мира. Здесь начинает играть существенную роль аспект целеполагания. На уровне живых самоорганизующихся систем следы воздействий начинают использоваться в качестве сигналов, извещающих о полезных или видных агентах среды. При этом живые системы приобретают способность реагировать не только на абсолютную величину воздействий, но и на их отношение к своим параметрам (свойствам). к гомеостатическому диапазону данной системы, исходя из целевой функции - сохранения своей целостности.

Торп В. указывал на склонность животных к перцептивному исследованию своего окружения [5]. Так, например, Paramecium* реагирует на свет, делая попытки найти оптимальное положение тела по отношению к источнику света. С повышением уровня организации, чтобы правильно реагировать, а следовательно, и приспособиться к внешней среде, живой организм должен был каким-либо образом регистрировать информацию об изменениях этой среды. У высших организмов постепенно появляется способность к символизации информации.

На этой основе возникла особая форма причинности - информационная. Она реализуется путем кодирования реакций на прошлые воздействия и события внешнего мира, запоминания их в генетическом коде с возможностью использования при текущих воздействиях, в процессе жизнедеятельности. Это создало новые возможности в борьбе с энтропией. Более того, опережающее отражение, как активная, принципиально новая форма отражения, непосредственно связанная с приспособлением и самообучением на базе обратных связей, в дальнейшем определило прогрессивное развитие живых организмов.

В живых системах благодаря имеющимся у них анализаторам и эффекторам процесс отражения как бы расчленяется на две операции:

1. отражающий объект осуществляет над следами воздействия операцию выделения того, что относится к оригиналу, элиминируя при этом то, что относится к носителю,
2. выделенный аспект отражения соотносится с целевой функцией данной системы и, в конечном итоге, определяет активность и характер поведенческого акта.

Различия между живой и неживой материей, являясь поначалу количественными факторами, способствуют в итоге их качественному различению. Диапазон и разнообразие стимулов, воспринимаемых живым организмом, и его реакции на них рачительно шире, чем у неживой материи. Протоплазма исключительно подвижна в своей реакции на относительно слабые раздражения. Она обладает пластичностью и изменчивостью. В биологических процессах, связанных с ощущением, организм высвобождает энергии непропорционально больше по сравнению с энергией раздражителя.

Херрик Д. отмечает целенаправленную деятельность, присущую всем живым организмам. Более того, многие исследователи находили слаборазличимые признаки целенаправленной активноста и обучаемости даже на уровне простейших организмов [6-8].

Весьма развитой системой инстинктивных знаний обладают насекомые. Имеются различные формы общения у птиц и приматов, причем последние обладают зачатками трудоподобной деятельности. Человек как результат эволюции обладает, хотя и в модифицированной форме, всеми этими качествами; чувствительностью, инстинктами, целенаправленной деятельностью и коммуникативной способностью. Но в дополнение к этому он имеет мозг большого объема, высокоразвитую нервную систему, голосовой механизм и руки, которые помогли создать социально значимую систему знаков, что сделало мозг человека уникальным [9].

Целесообразная активность, возникающая на определенном уровне развития материи благодаря отражению, охватывает, таким образом, многочисленные процессы, начиная от жизнедеятельности простейших организмов и кончая функционированием технических и сложнейших социально-экономических систем, имеющих высокий уровень организации.

Специфика организации выступает как главенствующий атрибут живого. Пронизывая весь живой мир, она складывается из двух взаимосвязанных компонентов - организации структурной и организации функциональной. Уже на самом первом, "пограничном" уровне явлений жизни - уровне клетки - "живой объект предстает нам как неразрывное единство структуры и функции, т.е. вещества и действия" [10]. Диалектическое единство этой взаимосвязи заключается в том, что "вещество" (весь ряд живых образований в бесчисленных градациях) упорядоченно усложняется (нарастает множеством иерархий - системами систем) в результате "действий", "функционируя" на базе отражения, обратных связей и в условиях противодействующей среды. Последняя, неблагоприятными факторами вызывая отклонения, противоречия, является стимулом активности системы, порождает борьбу, создает движение, саморазвитие. При этом именно отражение, непрерывно контролируя движение по его результату, обусловливает функциональную организацию.

Так как виды отражения и их эволюция рассмотрены в работах [2, 3], ограничимся здесь их наглядным представлением в виде структурной схемы (рис. 38), дополненной с учетом и других сегодняшних представлений по данной проблеме.

Опережающее отражение на уровне животного (предвосхищение - по терминологии А.Г. Никитиной [11]) имеет вид рефлекторных связей, которые в механизме саморегулирования проявляются в трех разновидностях:

1. предвосхищение действительности - как универсальный принцип приспособления организмов к изменяющимся условиям среды. Оно возникает вместе с возникновением живой материи и имеет место на всех уровнях ее развития, начиная с одноклеточных организмов и кончая высокоорганизованными видами;
2. предвосхищение результата действия - создание путем афферентного синтеза всей поступающей информации "модели потребного будущего"* [12], дающей "установку"* для целенаправленного поведения;
3. предвосхищение действия - как образ самого действия, обеспечивающего достижение результата.

Вся эта информация в ходе реального осуществления действия выступает в роли его "плана", причем весьма динамичного, обновляемого на каждом этапе (т.е. в каждой ситуации). Оперативная информация, поступающая по каналам обратной связи, непрерывно сопоставляется с этим планом и по сигналам рассогласования осуществляет коррегирование деятельности ("обратную афферентацию" - по П.К. Анохину).

Описанный выше механизм функционирования способствовал упорядоченному усложнению живых организмов, повышению уровня структурной организации, причем увеличение порядка в живых организмах осуществлялось через интеграцию, путем создания интегративных иерархий. На определенном этапе своего усложнения живой организм и его нервная система в ходе дальнейшего повышения уровня отражения приобретают специфические черты сознания - избирательную память.

Таким образом, опережающее отражение и циркуляция оперативной информации на всех уровнях иерархии живого обеспечивают саморегуляцию, которая наряду с естественным отбором лежит в основе эволюции живой природы.

Становление человека связано с появлением высшего вида отражения - человеческого сознания, т.е. "мыслящей материи" с огромным объемом памяти - хранилищем прошлого опыта, социальной информации и знаний, образующих тезаурус. Тезаурус содержит, постоянно обновляя и дополняя, две информационные модели, которые отображают среду, а также саму систему - человека. Благодаря этому обеспечиваются самоконтроль, самоорганизация, формируется целенаправленное поведение. Чем адекватнее эти модели, чем точнее отображаются окружающие условия, обстоятельства, собственные возможности и цель, тем большего успеха может добиться человек (при условии активной деятельности).

Основное направление общественного развития, например смена формаций, определяется известными объективными законами, не зависящими (по марксистской философии) от воли и сознания людей. В то же время марксизм признает значение творчества, "революционной инициативы масс", групп, партий и даже отдельных личностей, ибо история творится людьми. При этом не случайно, как определяющий элемент, подчеркивается фактор отражения правильный учет объективных условий и потребностей, задач и возможностей своего времени как условие успешной деятельности той или иной личности.

Говоря об уровнях отражения, характер взаимодействий и темпах развития в природе и обществе, следует отметить следующие отличительные моменты разных этапов развития материи.

1. В неорганической природе вследствие того, что физические процессы подчиняются принципу наименьшего действия и принципу близкодействия, локальная направленность процессов не имеет характера целенаправленности. Отражение здесь носит пассивный (можно сказать, потенциальный) характер.
2. На этапе "животный мир" появляется целеполаганне, формируются опережающее отражение, сигнально-информационные процессы и активная самоорганизация. Этому способствует и возникновение коммуникативности (подвижность, общение в семейно-стадных группах). Однако прием/передача информации (еще весьма ограниченной по содержанию) происходит лишь естественным путем, оставаясь и в настоящее время при тех же неизменных, относительно малых скоростях, что и тысячелетия назад. Поэтому явления ускорения темпов развития в процессах естественной эволюции (растений, животных) мы не наблюдаем. Взаимодействие животного с окружающей природой ограничено задачами адаптации, приспособления к окружающей среде.
3. С появлением человека существенно повышается уровень отражения и возрастает коммуникативность, и это относится как к объектам, так и к процессам.

Создание множества разнообразных транспортных средств, борьба за скорость и тоннаж грузооборота ускорили процессы взаимодействия материальных образований и интенсивность общения самих людей. Здесь особо следует подчеркнуть значение создания (непрерывного совершенствования и наращивания) специальных средств, предназначенных непосредственно для возможно быстрой передачи и обработки информации (результата отражения). Эти средства вызвали качественный скачок в скорость и объеме передаваемой информации (телефон, радио, телевидение), а также в скорость обработки информации (ЭВМ). Превратившись в подлинную "индустрию информации", эта важнейшая часть средств производства привела, особенно во второй половине XX в.. к невиданной интенсификации информационных процессов, к ускорению темпов общественного прогресса, создав возможность оптимизации управленческих процессов во всех областях жизни общества. В отличие от животного мира человек, познавая законы природы, непрерывно обогащает свой тезаурус, пытается преобразовать природу применительно к своим потребностям.

Предпосылкой и движущей силой интенсификации информационных процессов (явления, характерного только для человеческого общества (см. табл. 4) опять-таки является отражение в сознании человека той истины, что ускорение приема/передачи и обработки информации в процессах жизнедеятельности позволяет успешнее бороться с энтропией, повышать живучесть, приближая достижение цели. Благодаря интенсификации информационных процессов реализуется принцип дальнодействия, осуществляются планирование и научное управление на основе использования прошлого опыта, прогнозирование на дальнюю перспективу.

Здесь следует остановиться на активном вмешательстве человека в сам процесс отражения. Целенаправленное совершенствование этого процесса при управлении сложными системами объективно обусловлено и обилием информации и ограниченными возможностями человека-оператора по ее восприятию. Средства отображения информации сложных систем, так называемые информационные модели, содержат сотни изменяющихся во времени параметров, отражающих состояние компонентов системы. Оператор не способен охватить и оценить всю совокупность информации, выявить "узкие места" и принять правильное решение, особенно в стрессовых ситуациях. Поэтому человек вынужден передать машине (ЭВМ) значительную часть рутинных операций, например сравнение значения каждого параметра с его гомеостатическим диапазоном. Если данный параметр "в норме", то его значение на табло высвечивается зеленым цветом, если близок к допустимому пределу - желтым, если "вышел" из допустимых пределов - красным цветом. Это позволяет дифференцированно отображать параметры, выделять из огромного массива относящейся к объекту информации ту, которая наиболее актуальна с точки зрения надежности системы, выполнения ею целевой функции. Так достигается избирательность отображения состояния объекта, необходимая для эффективного управления им. Кроме цветовой индикации существуют и другие способы актуализации отображения.

Обосновывая "диалектико-материалистическое понимание принципа отражения как единства двух сопряженных операций* - активного извлечения нужной информации и исключения побочной, не относящейся к оригиналу", В.С. Тюхтин заключает, что в живых системах "эти две операции необходимы и достаточны для ориентирования в среде, для организации поведения; без них ориентирование невозможно" [13]. В этих рассуждениях автор близок к истине, но, на наш взгляд, в них два пробела. Во-первых, он не соотносит выделенную информацию с целевой функцией. Спрашивается: как можно организовать поведение и ориентироваться без соотнесения информации о текущем состоянии объекта с целью? Во-вторых, "побочная" информация - это не только информационные шумы, но и значительный объем информации, всецело относящейся к объекту, удовлетворяющей целевой функции и именно поэтому неактуальной в данный момент для принятия решения (нет отклонений). Чем сложнее управляемая система, тем адекватнее и совершеннее (оперативнее, избирательнее) должно быть ее отображение. Избирательное отображение - это выявление отклонения от цели. Именно это необходимо для эффективного управления.

Таким образом, развитие от низшего к высшему идет через совершенствование свойства отражения, обусловливающее повышение уровня организации и надежности структур, расширение их функциональных возможностей. Развитие выступает одновременно как усложняющееся упорядочение взаимодействий, создание функциональных связей, контуров саморегулирования и саморазвития, с одной стороны, и как образование сложных, системно организованных и иерархически взаимосвязанных устойчивых структур - с другой.

Следовательно, уровень отражения является одной из важнейших характеристик развивающейся системы, критерием ее прогрессивности. Существенна не масса накопленного разнообразия, а его качество - высокий уровень отражения, который определяет эффективность взаимодействия системы с окружающей средой. является фактором развития системы.