Эквипотенциальные системы

Исследование процессов самоорганизации показывает, что сходные явления (возврат "якобы к старому") встречаются не только в соседних витках спирали, но иногда, в еще более явной форме и через несколько витков, когда структура вступила в этап эволюционного развития, т.е. когда данная структура, казалось бы, детерминировалась, уже обрела устойчивую форму.

Для примера рассмотрим электронно-вычислительную машину (ЭВМ), возможность "революционного" перехода в будущем ее элементной базы на многоустойчивые элементы (МЭ). Для современной электронно-вычислительной техники, вступившей (с 3-го поколения) в стадию эволюционного развития, характерно почта исключительно использование двоичной системы исчисления. Это объясняется удобством использования элементов с двумя устойчивыми состояниями, их надежностью, а также наличием хорошо разработанного аппарата булевой алгебры.

Однако развитые многоустойчивых элементов дискретной техники может возродить десятичную систему Исчисления первоначальных механических счетных машин, но на гораздо более высоком качественном уровне электронных схем [1].

Применение многоустойчивых элементов - один из перспективных путей уменьшения оборудования в вычислительных машинах. В работе [2] показано, что многоустойчивые элементы обладают более широкими логическими возможностями по сравнению с двоичными. Кроме того, с увеличением числа состояний, реализуемых каждым элементом, количество элементов, необходимых для представления заданного объема информации, уменьшается по логарифмическому закону. Десятичные элементы позволяют получить выигрыш в количестве информации в 10⁷ раз! Тенденция к созданию элементов с большим числом устойчивых состояний характеризуется тем, что начиная с 60-х годов количество работ, посвященных исследованиям МЭ и структур на их основе, удваивалось каждые 4-5 лет.

Переход на десятичные ЭВМ, если он произойдет, может быть осуществлен, как утверждают авторы, на имеющихся элементах. Но с точки зрения достигаемых результатов и организации вычислительного процесса этот переход будет иметь характер революционного скачка, в частности будут исключены операции перехода из десятичного исчисления в двоичное и наоборот.

В философском смысле указанный переход (тезис ® антитезис ® синтез) - еще один пример действия закона отрицания отрицания в данной области техники.

Другой пример - наличие элементов сходства между живым организмом и обществом. Известно, что Ленин критиковал Н. Михайловского за то, что ему был чужд "диалектический метод, обязывающий смотреть на общество как на живой организм в его функционировании и развитии" [3]

Эти и другие рассмотренные ниже примеры ставят вопрос об эквипотенциальных системах, метаструктурах и макромоделях процессов их самоорганизации.

Эквипотенциальными системами мы будем называть системы более высокого уровня и с качественно новыми принципами организации, возникшие из систем нижестоящего уровня и содержащие их в своей структуре, включая элементы аналогии на макроуровне.

Возникновение эквипотенциальной системы - новый качественный ("начальный") скачок в процессах самоорганизации метаструктуры.Процессы самоорганизации информационных структур весьма сложны для изучения. С целью упорядочивающего упрощения и вычленения инвариантных свойств различных информационных структур нами была предложена мысленная модель процессов самоорганизации, отображающая наиболее существенные стороны этих процессов.

Было установлено, что развитие любой информационной структуры начинается с максимальной энтропии (т. е. с самых низших уровней организации). В процессе становления структура проходит ряд скачкообразных "негэнтропийных" переходов, пока наконец не найдет свою устойчивую "архитектуру". Этот переходный процесс характеризуется экспоненциальным нарастанием информационных потоков и быстрым накоплением разнообразия, причем по мере и вследствие возрастания уровня организации характер скачков постепенно ослабевает, так как уменьшается (от скачка к скачку) доля элиминируемого.

Наконец, наступает эволюционная стадия развития. Здесь неравновесная структура как бы фиксирует и "шлифует" свою "архитектуру", которая для данных внешних условий устойчива. Иначе говоря, она удовлетворяет целевой функции данного этапа развития.

Однако развитие продолжается, информационные потоки все растут, открывая возможность отбора (поиска и выбора) наиболее ценной информации, способной далее совершенствовать организацию, оптимизировать управление системой. Наступает явление насыщения разнообразием. Некоторые авторы называют это явление "кризисом перепроизводства" информации на том основании, что значительная часть добытой информации не используется для процесса организации. Возникает определенное противоречие между возросшим объемом информации и возможностью ее использования. На этом этапе существенно возрастает значение упорядочения информационного хозяйства (классифицированный учет и хранение, удобство поиска и т.п.), от которого в немалой степени зависит дальнейший прогресс данной структуры.

Одновременно создаются предпосылки для перехода возросшего количества структурной информации в новое качество. Такой переход объективно необходим, ибо, достигнув высокой степени упорядоченности и завершив в основном "доводку" своей архитектуры, информационная структура внутри себя постепенно исчерпывает возможность и ресурсы доя дальнейшего совершенствования. Диалектика процессов развития такова, что недостаточность и противоречия любой системы низшего порядка решаются, согласно принципу внешнего дополнения Ст. Бира, путем перехода к системе более высокого порядка, как бы на следующий, "эквипотенциальный" уровень.

Превосходный пример такого перехода - система "Человек ® человеческое общество". Этот переход стал возможен благодаря начавшейся совместной трудовой деятельности людей и созданию ими орудий труда, чему способствовало и появление речи, усиление языкового общения между людьми. Совместный труд привел к росту коммуникаций и интенсификации информационных процессов в обществе.

Этот переход не был обычным, рядовым скачком, а это был "начальный" скачок, к развитию совершение новой информационной структуры - человеческого общества, эквипотенциальной по отношению к исходной структуре - Человеку.

Эквипотенциальные системы как последовательные этапы развития метаструктуры. Как же будет выглядеть в указанном выше примере переход, если попытаться изобразить его на мысленной модели? По-видимому, граф будет содержать сочетание двух структур, возникших одна из другой (рис. 52).

Рис. 52. Предполагаемая модель становления человека и человеческого общества как эквипотенциальных систем

Предчеловек* в своем развитии прошел ряд последовательных этапов (высвобождение верхних конечностей, формирование языка, освоение огня, создание орудий труда), каждый из которых можно охарактеризовать как скачок в новое состояние на пути превращения его в человека. Мы не имеем данных о временных интервалах между отмеченными выше ступенями (этапами). Однако есть основания предполагать, что развитие человека шло ускоренно. Об этом свидетельствует, в частности, академик Н.П. Дубинин, который пишет.

"Медленное течение генетической эволюции homo sapiens ускорилось благодаря появлению сознания, которое позволило совершенно в новых формах приспосабливаться к среде" [4].

Развитые языка и второй сигнальной системы имело первостепенное значение и для развития мозга. Как отмечал еще Энгельс, человеческий мозг сумел развиться лишь в процессе общественного труда, требовавшего тесного общения (обмена информацией) между людьми. На основе этого общения на определенной ступени развитая человеческого мышления возникла и усовершенствовалась членораздельная речь; последняя в огромной степени повысила интенсивность, общения людей, открыв простор развитию общественного производства.

Таким образом, когда предчеловек превратился в человека и полуинстинктивные действия его превратились в сознательный труд, начался сложный процесс общения и расслоения, означавший начало развития человеческого общества.

Только на уровне homo loquens ("человека говорящего") мог произойти и окончательно оформиться этот переход. Ни прямохождение, ни производство простейших орудий не являются еще признаками человека. Загадка появления человека и человеческого общества сводится к объяснению возникновения человеческой речи. Речь, как предметное содержание мысли, стала выступать важнейшим регулятором поведения как самого индивидуума (речевое действие в рефлексивном плане, "обращение субъекта к себе"), так и в сообществах, детерминантой на пути преобразования предчеловеческого уровня жизнедеятельности в подлинно человеческие, целенаправленные, общественные отношения.

Вероятно, возникновение речи и самосознания, как важнейшего этапа на пути превращения предчеловека в человека, методологически нужно рассматривать как процессы познания и управления, выступающие в неразрывном единстве благодаря труду и обретению собственности. Необходимость выжить, приспособиться к среде вызвала к жизни и совершенствовала у предчеловека инстинктивные формы труда с элементами орудийной деятельности. В результате многократного (миллионы раз) повторения этого процесса в I контуре механизма управления, его отражения во II контуре фиксировали, закрепляли (в память, сознании) те элементы, которые способствовали выживанию. Так, в ходе эволюции память приобрела звуковую и знаковую (образную) формы фиксирования предметов и событий, что способствовало формированию речи и развитию мыслительной деятельности. Становление речи и затем письменности как словесно-предметной формы памяти и мышления означало качественный скачок, определивший появление общественного человека и начало цивилизации.

Человеческое общество - это качественно нечто большее, чем просто сумма его индивидов. Человек, биологическая эволюции которого к этому времени завершилась, став общественным, развивался уже не как обособленный индивидуум, а вместе с обществом, ввергаясь в его катаклизмы, созидая материальные ценности, обеспечивая его трудный прогресс. Совершенствуя орудия труда, человек совершенствовал и самого себя; повышая свои знания, поднялся до вершин современного научного мышления и достиг уровня, когда ему стали- посильны задачи не только объяснения мира, но и его разумной переделки. Человек не смог бы достичь этого вне общества, в ограниченных рамках индивидуального развития.

Если теперь модель развития человека сопряжем с моделью развития человеческого общества, то описанный выше переход в новую структуру более высокого уровня будет иметь следующий вид (см. рис. 52). Здесь наглядно видна диалектика скачков и макродинамика процессов самоорганизации отдельных структур, отличающихся уровнями организации, а также диалектика развития всей метаструктуры в целом. Мы видим, что поступательное развитие идет закономерно сменяющимися импульсами. Причем созревание информационных структур низших уровней создает предпосылки и условия для появления структур более высокого уровня. Другими словами, "высшее возникает на основе оптимально развитого низшего, которое в составе высшего достигает максимального уровня развития, невозможного вне структуры высшего" [5]. Возникновение структур более высокого уровня - пример осуществления диалектического закона перехода количества в новое качество. В известной мере этот переход можно трактовать и как проявление закона отрицания отрицания, ибо имеет место отрицание самостоятельного развития данной структуры в пользу развития в метасистеме, открывающей новые возможности для повышения уровня организации этой структуры.

Со сказанным выше согласуется высказывание Б.С. Украинцева: "Наиболее высокоорганизованной живой системой является человек. Его филогенетическое обучение как биологического вида завершено. Зато с незапамятных времен началось филогенетическое обучение нового типа - социальное обучение человека", ([6], выделено нами. - А.Р.)

Итак, систему "Человек ® человеческое общество" можно рассматривать как метаструктуру, состоящую из эквипотенциальных структур, вытекающих одна из другой.

Таким образом, противоречие между высоким уровнем организации данной системы, когда количество накопившейся структурной информации достаточно (или оптимально) для ее "архитектуры", и все более нарастающими потоками информации, открывающей неограниченные возможности для дальнейшего усложнения и самосовершенствования форм, диалектически разрешается путем скачкообразного перехода системы на более высокий структурный уровень.

Переход возросшего (до состояния "насыщения") количества структурной информации в новое качество (новый, более высокий уровень структурной организации) означает начало нового этапа развития, при котором информационная емкость системы многократно возрастает. Система приобретает возможность накапливать на верхних (эквипотенциальных) уровнях, практически неограниченное количество информации, которая открывает новые пути для совершенствования и исходной структуры.