Жанр: Философия
Системный синтез
...я в изобилии во всяком теле, к сожалению, в форме непревращаемой
теплоты. Но, это борьба за энтропию, которую можно использовать при переходе
энергии, с горячего Солнца, к холодной Земле.
А если быть точнее, то это борьба за информацию. Борьба за условия получения
оптимальной информации.
Обобщая, можно сказать, что системы, включённые в эволюционную цепочку,
живые замкнутые (полузакрытые) системы, противостоят воздействию энтропии,
используя информацию. Для эволюционирования системы, должно выполняться
условие: объём переработанной информации, должен быть всегда больше, показателя
энтропии. Динамика переработки информации должна подавлять энтропийную среду
обитания системы.
1.2.2.1. ПРИНЦИП МАКСИМУМА ИНФОРМАЦИИ
Природа не молчит. Простой цветок из моего сада подсказал мне
истину. Постигни, человек, - сказал он мне, - моё рожденье и мой рост –
и ты уразумеешь тайну жизни
.
(Спиноза)
В
ернёмся к экстремальным принципам. Одним из важнейших и определяющих
принципов, имеющих решающее значение для дальнейшего изучения систем,
является Принцип максимума информации.
Из вышеприведенной схемы овалов
принцип максимума информации можно
записать в двух эквивалентных формах:
I(X,У) = Н(Х) – Н(Х/У) = Н(У) – Н(У/Х) = max
(X,У)
Эти формы равноправны, но интерпретируются по разному.
В первой, акцент делается на внешние стимулы Х, во второй – на реакции
организма У.
По первой форме организм стремится приспособиться к всё большему
разнообразию условий внешней среды Н(Х), сохранив при этом постоянство. Т. е.,
сохранив минимальное разнообразие результатов Н(Х/У). Это говорит о
приспособленности организма к среде, вписанности в среду.
По второй форме организм стремиться увеличить безусловное разнообразие
реакций Н(У), поскольку это оружие в борьбе за результат, и в то же время уменьшить
разнообразие условное Н(У/Х), т. е. неоднозначность, неточность ответов на
конкретный стимул. Вторая формулировка означает, что информация характеризует
свойство организма, условно называемое мастерством
:
мастерство
= разнообразие + точность реакций
Можно заключить, что максимум информации получит система,
способная своевременно адаптироваться к изменениям во внешней
среде, сохраняя внутреннее постоянство, либо система, адекватно и
своевременно реагирующая на изменения за счёт опережающего
совершенствования и изменения внутреннего состояния.
Достигаемый максимум информации всегда условен, т. е. достигается лишь
настолько, насколько позволяют условия, ограничения наложенные на реакции.
Важнейшими, являются ограничения на ресурсы:
U(Х,У) = const
Под ресурсами подразумевается энергия, вещество, время, пространство,
количество операций и т. д.
Формы 1 и 2 можно объединить через множитель Лагранжа:
L = I(X,Y) - bU(X,Y) = H(X) – H(X/Y) - bU(X,Y) = max
(x,y)
Величина L – целевая функция или функция полезности.
Принцип максимума информации – постулат, имеющий глубокие
эволюционные корни. Само возникновение жизни и развитие органических видов
было связано с накоплением и отбором информации.
Этот принцип продолжает действовать и на высших этапах эволюции,
проявляясь, в частности, в различных формах человеческой деятельности. Не только
человеческое восприятие, поведение, эмоции, но и такие чисто человеческие создания
как язык, наука, искусство, культура – проявление этого принципа.
Причина, по которой информация играет такую фундаментальную роль в
эволюции, как живых, так и неживых систем, состоит в том, что она является
наиболее общей и адекватной мерой приспособленности, вписанности
системы в
окружение, их взаимной согласованности и непротиворечивости. Этим определяется
возможность выживания системы, её устойчивости в условиях непрерывных
возмущающих воздействий со стороны окружения.
Принцип максимума информации – естественное продолжение принципа
экономии энергии и принципа максимума энтропии. Оба они – частные случаи
принципа максимума информации.
1.2.3. Закон роста энерговооружённости систем. Принцип
экспансии.
Природа всегда действует неторопливо и, если можно так
выразиться, бережно: её действия никогда не бывают насильственны, в
её произведениях всегда сказывается умеренность; она поступает всегда
по правилам и соразмерно; если же её понуждают, она скоро истощается
и всю оставшуюся силу употребляет на самосохранение, совершенно
теряя при этом производительную способность и творческую мощь
.
(Монтескье)
П
о мере усложнения и совершенствования систем, растёт их банк информации,
повышается их энерговооружённость. Существует ли между ними взаимосвязь?
Существуют, казалось бы, две взаимоисключающие философские концепции
развития биологической Вселенной: детерминизма и индетерминизма. Первая
концепция признаёт, лишь, объективную закономерность и причинную
обусловленность, всех явлений природы и общества. Вторая - отвергает всеобщую
закономерность этих явлений. Но, Природа, успешно использует обе концепции.
Во Вселенной господствует детерминизм, взаимосвязь и развитие более
сложных образований из менее сложных. В основе экологических цепей, лежит
причинность. Появление новых видов, обусловлено освоением новых сред обитания,
наследственностью, естественным отбором.
Но, опираясь лишь на имманентные (внутренние) силы, Природа развивается и
преобразуется очень медленно. Такая линия развития не делает, как правило, скачков
(Natura non facit saltus). Это эволюционный путь. И, это положение, восходит ещё к
Аристотелю. Его разделял и Лейбниц.
Природа же, активно использует и революционный путь. Для качественно
новых явлений нужны резкие, скачкообразные переходы на другой уровень, нужны
мутации в генотипе живых систем. Для этого природой используются катаклизмы,
сингулярности, бифуркации… . То, что для нас укладывается в понятие
случайности
. Природа оставляет для системы любого порядка риск гибели. Но,
одновременно, она побеспокоилась о защите системы от случайностей.
Остановимся на этом подробнее. И при случайном и при детерминированном
исходе событий, во Вселенной, неумолимо действуют два закона динамического
развития систем. Это: Закон накопления, сохранения и переработки информации и
Закон повышения энерговооружённости систем.
Из первого закона вытекает Принцип Экспансии. Экспансия, или, как говорил
Вернадский
освоение новых сред обитания
– это новая пища, новый температурный
режим, новый радиационный фон (а значит и мутагенез), новые взаимодействия с
новыми явлениями, т. е. новая информация. И это самое главное. Важнейшая
жизненная задача системы – формирование и накопление банка информации.
В системологии разработаны два основополагающих понятия: тезаурус и
энергоресурс.
Тезаурус – это полезная информация о себе и о среде. Она определяет
способность системы управлять. Это организованная информация и измеряется в
битах.
Энергоресурс – это внутренняя энергия системы. Она определяет способность
совершать полезную работу. Это организованная энергия и измеряется в единицах
энергии.
И тезаурус, и энергоресурс инвариантны.
Но вот что особенно важно: рост информации, её накопление, в банке системы,
всегда сопровождается ростом энерговооружённости системы. Другими словами: рост
тезауруса всегда вызывает рост энергоресурса системы.
Таким образом, Природа предусмотрела механизмы, приоткрывающие доступ
энергии в систему и запасающие её при увеличении банка информации системы. Это
подметили ещё древние римляне говорившие:
Tantum possumus quantum scimus!
–
Мы можем настолько, насколько мы знаем!
. Но, энергией система должна
распорядится
умно
. У нас в народе говорят:
Бодливой корове Бог рогов не даёт
.
Итак, Закон роста энерговооружённости систем. Он тесно связан с понятием
энтропии. Чем больше энтропия, тем меньше заключённой в системе энергии,
способной к совершению работы, к действию, к превращениям. Но, бороться с
энтропией призвана информация. Её рост уменьшает энтропию и увеличивает
энерговооружённость системы, что особенно характерно для живых систем.
Но, какая же информация ведёт к росту тезауруса? Только новая информация.
Повторение информации, не признаётся информацией, как таковой. Откуда система
может черпать новую информацию, если фактор экспансии уже использован?
В благоприятных условиях система тяготеет к полезным факторам. Критерий
полезности и вредности – это критический детектор-определитель, при оценке любого
воздействия, на систему. В живых организмах полезность и вредность закрепляется в
ощущениях. Например, очень важным ощущением является боль – сигнал болезни,
разрушения, гибели системы. Ощущения информационно закреплялись в двоичной
системе –
да
,
нет
.
У высших форм организмов ощущения закреплялись в двух категориях:
страдания и удовольствия. Центры
удовольствия
и
страдания
в мозге обнаружены
давно. Сегодня нейрофизиология считает, что при поступлении сигнала боли в
гипоталамус, в головном мозгу перестраиваются важные процессы. Повышается,
например, температура тела. Это приводит к росту жидких кристаллов, в тех
структурах мозга, которые отвечают за энерговооружённость.
Таким образом, реакции на негативные раздражители, такие как боль, приводят
к росту энерговооружённости организма. Если организм и не заболеет, то болевые
ощущения всё равно, держат его в состоянии напряжения и повышенной готовности
до тех пор, пока боль не исчезнет.
У высших животных, в эмоциональной сфере, боль трансформируется в
мучение
, стимулирующее мозг состоянием напряжённости. Это способствует
обновлению тканей мозга и энерговооружению организма.
Эмоции тесно переплетены с памятью. Переносчики информации о боли, или о
других негативах – химические вещества, медиаторы. Эти посредники, с
кибернетической точки зрения играют роль сигналов, выполняющих не только
информационную, но и регулирующую, и управляющую функции. Они обладают
всегда и энергетической характеристикой, активно влияющей на исполнительные
регулирующие устройства.
Психологи утверждают, что наиболее стойко в памяти закрепляется чувство
страха и подобные ему отрицательные эмоции. Это продуктивно отражается на росте
энерговооружённости организма. Более активно, чем под воздействием
положительных эмоций.
Исследователи, классифицируя эмоции и чувства, составили их перечень.
Оказалось, что положительных эмоций – 24 (радость, удовольствие), нейтральных – 5
(любопытство, удивление), а отрицательных – 40 (горе, тоска). И это без учёта низших
эмоций, которые не эволюционируют (голод, жажда, боль). К ним же, можно добавить
высшие, которые становятся отрицательными, при определённых условиях. Это
справедливость, честь, чувство прекрасного и т. д.
Таким образом, количество отрицательных эмоций в реальной жизни, более чем
в два раза превышает количество положительных. Это, очевидно, связано с тем, что
информация об отрицательных эмоциях, более важная и приоритетная, перед всеми
остальными, т. к. она - сигнал опасности для системы. Но, что не менее важно – они
источник новой информации, т. к., тесно связаны со стрессами – особыми
состояниями системы, когда мобилизуются все силы, и активно растёт взаимная
информация, пополняющая тезаурус. И, как следствие, в
аварийном
порядке,
срочно, растёт энергоресурс.
1.2.4. Принцип эволюционного коридора
Ни одна вещь не возникает беспричинно, но всё
возникает на каком-нибудь основании и в силу
необходимости
(Демокрит)
С
итуация с наложением ограничений (на ресурсы, например), не так проста, как может
показаться. Для чего и в какой степени накладываются ограничения на систему?
Рассмотрим два состояния системы. Первое: система не справляется с ростом
энтропии, имеет много степеней свободы, мизерные ограничения на ресурсы,
информации много и система не успевает её перерабатывать. Можно сказать, что
система имеет низкий уровень адаптации, не
вписывается
в среду. Такая система
гибнет, не выполнив своей задачи.
Второе: система жёстко ограничена по многим параметрам, энтропия растёт
слабо, информация быстро перерабатывается, система идеально приспосабливается к
окружающей среде. Такая система прекращает эволюционировать.
Другими словами, слабая система, в жестоких условиях, - гибнет. Сильная
система не гибнет, а, прекрасно вписавшись в среду,
хорошо живёт
и слаженно
функционирует. Но она не развивается, не эволюционирует, – нет необходимости
бороться за выживание, совершенствоваться. В истории развития видов, на Земле,
таких примеров предостаточно. Одни вымерли, а другие существуют, но в своём
развитии застыли.
Для обеспечения успешной эволюции, Природа накладывает ровно столько
ограничений и вмешивается в Программу (революционными
случайностями
), ровно
настолько, насколько это необходимо для активного развития, с одной стороны и,
выживания системы, с другой стороны.
Создавая и кодируя системы, Природа избегает крайностей в Программе.
Предоставление слишком большого количества степеней свободы в развитии, делает
систему непредсказуемой, с высоким уровнем риска, склонной к бифуркациям. Много
сил расходуется на выбор оптимального направления движения, т. к. количество
вариантов его поиска очень велико. Активная энергия, содержащаяся в системе,
расходуется быстрее, чем возвращается: из-за большого количества
тупиковых
,
холостых вариантов. Система не успевает нейтрализовать рост энтропии, т. к.
качество переработки информации (к.п.д.), низкое.
Слишком жёсткие ограничения, сужение свободы выбора до минимума, крайне
сузившееся поле деятельности, (из-за большого ограничения степеней свободы),
бедный выбор вариантов путей развития, быстро приспосабливают систему к среде
обитания, – информация перерабатывается быстро и качественно, т. к. её мало.
В обоих случаях, системы действуют, с точки зрения эволюции, неэффективно.
В первом случае – явно выраженная тенденция к энергетическому
изматыванию
системы и последующей гибели. Во втором – система
пресыщена
благополучием,
идёт торможение развития с последующей остановкой.
Таким образом, ограничения на ресурсы, с одной стороны, должны обеспечить
живучесть и устойчивость системы, с другой – не позволять идеально приспособиться
к среде обитания. Должен быть обеспечен, режим напряжённого и эффективного
поиска выхода из меняющихся ситуаций, оптимально сбалансированный объём
поступающей информации, её переработка и реализация.
Казалось бы, на многие вопросы, призвана дать ответы, теория Чарльза Дарвина.
Хотя, как оказалось, ещё Гейзенберг утверждал:
… одного соединения теории
Дарвина с физикой и химией будет недостаточно для объяснения органической
жизни
.
На заре эволюции, Природой был найден прекрасный способ размножения –
деление клетки. Но дальше она пошла по другому пути, необыкновенно усложнив
задачу, изобретя половое размножение (которое требует совпадения многих условий).
Понятно, что половое размножение способствует перемешиванию генотипов,
перекомпоновке признаков, проявлению индивидуальных различий, без которых
естественный отбор просто невозможен. Но, не разумнее ли, в таком случае, была бы
равнозначность мужских и женских особей, что убрало бы половые различия? Это
помогло бы выживанию в Природе малых популяций, которые нередки – ведь поиски
партнёра для них большая проблема.
Но, Природа отбросила этот путь. Для Природы важно, не сохранить отдельную
особь вида, максимально приспособив к окружающей среде, а важно, усложнять и
совершенствовать вид, как систему. Ради этого, особи вида расточаются безжалостно.
Гибнут многие виды рыб, отметав икру. Трутни после брачного полёта не
допускаются в улей, и т. д.
Вид – это генетически замкнутая структура: только особи одного вида,
скрещиваясь, друг с другом, дают полноценное потомство. Межвидовое скрещивание
крайне редко и, практически всегда, непродуктивно. Бесплодны, например, как мулы
(гибрид кобылы и осла), так и лошаки (гибрид ослицы и жеребца). Растительные
гибриды, получаемые в результате селекции, вырождаются.
Почему так происходит? Ведь именно такое скрещивание дало бы максимальное
разнообразие индивидов, из которых естественный отбор мог бы сберечь наиболее
удачные экземпляры. Почему эволюция не привела к генетически открытым
системам, к свободному обмену наследственными признаками?
Эволюция пошла по пути максимального усложнения организма вида.
Постепенно повышается выживаемость индивидуальной особи и её потомства. Так, у
китёнка, находящегося при матери, и вскармливаемого молоком, куда больше шансов
выжить и дать потомство, чем у рыбьего малька, вылупившегося из икринки и
предоставленного самому себе, тем более у бактерии, хоть и делящейся десятки раз в
день, но погибающей массово.
Чем объяснить явление цефализации: возникновение нервной системы, а затем и
головного мозга, постоянно усложняющегося в процессе эволюции?
Сам Дарвин вставал в тупик перед этими вопросами. Он писал:
Естественный отбор, или переживание наиболее приспособленного, не
предполагают необходимого прогрессивного развития
.
Напомним суть дарвинизма: любая индивидуальность организма закрепляется в
последующих поколениях, если, благодаря ей, особь лучше приспосабливается к
условиям обитания. Сама среда производит отбор. Потому он и называется
естественным. Лучше приспособленная особь, имеет больше шансов выжить и дать
больше потомков. Вроде бы так.
Рассмотрим такой биологический вид, как человек. Принято считать, что лучше
приспособлен к окружающей среде, умный образованный человек, легко
ориентирующийся в жизненных ситуациях, т. е. интеллектуал. Но, так ли это?
По словам известного эволюциониста Эрнста Майра, согласно статистике,
одинаковой для всех стран,
люди, профессии которых требуют высокого интеллекта
(и к тому же обеспеченные, как правило, более высоким уровнем жизни), имеют, в
среднем, меньше потомков и производят их в более позднем возрасте, чем, скажем,
неквалифицированные рабочие, труд которых не рассчитан на сколько-нибудь
высокий интеллект
.
Учёный утверждает, что
те, кто обладает большим интеллектом, вносят в
генофонд следующего поколения меньший вклад, по сравнению с теми, кто обладает
интеллектом ниже среднего
.
Этот пример иллюстрирует, во-первых, нечёткость, даже спорность,
соотношения между приспособленностью индивида и его продуктивностью (то же мы
видим и в животном мире), - а это краеугольный камень теории естественного отбора
по Дарвину. Во-вторых, то, что теория эволюции имеет самое непосредственное
отношение к человечеству.
Дарвинизм стал основой мировоззрения образованного человека на долгие
времена. Его аксиомы воспринимаются, как само собой разумеющееся, хотя научные
претензии к Дарвину возникали ещё при его жизни. А многие вопросы, как
признавался сам Дарвин,
терзали его кошмарами
. Часть вопросов была разрешена
последующим развитием биологии. Но, возникали новые вопросы, всплывали факты,
прежде неизвестные, которые, как выяснялось, эта теория не в состоянии объяснить.
А многие факты, нестыковки, объясняются просто: при выходе системы из
эволюционного коридора, идёт корректировка Программы, Природа расставляет
акценты.
Природа, запрограммировав вид, как систему, избегает крайностей, т. е.
влияния, как наихудших, так и наилучших представителей вида – элементов системы
с крайними отклонениями от оптимального уровня. И те, и другие, негативно могут
повлиять на выбранное движение, вызывая сбои в Программе.
Основным приоритетом в эволюционном движении систем, было и остаётся
направление, курс, а не ускорение и, тем более, не замедление этого движения.
Энгельс в письме к народнику П. Лаврову писал:
В учении Дарвина я согласен с теорией развития, дарвиновский же способ
доказательства (борьба за существование, естественный отбор), считаю лишь первым
временным, несовершенным выражением, только что открытого, факта
.
Дарвинизм объясняет нам не эволюцию в целом, а лишь более или менее
частные случаи. Претензии к дарвинизму возникали, поначалу, отрывочные: почему,
например, так неоправданно мало в нашем зелёном мире животных зелёного цвета?
Почему всеядных животных, которые процветали бы при любой пище, неизмеримо
меньше, чем узкоспециализированных хищников или вегетарианцев?
И вообще, специализация видов, к которой явно тяготеет Природа, вступает в
явное противоречие с их приспособляемостью. Ведь любое изменение окружающей
среды, ведёт к неизбежному вымиранию слишком ориентированных организмов.
Например, коала едят только эвкалиптовые листья и проводят большую часть жизни
на этих деревьях. Исчезнут эвкалипты, погибнут и коала.
В природе, где дарвинист видит замечательную гармонию и приспособленность,
бросается в глаза противоположное: поразительная их неприспособленность. Хищник
гибнет среди изобилия плодов, травоядные – при обилии мяса. Многие рыбы идут
метать икру, в строго им определённые, локальные, места. Некоторые виды рыб,
отметав икру, гибнут. Слишком большое неравенство в шансах на выживание.
Неужели, все эти несоответствия, из-за случайностей, возникших при
построении конструкций животного мира? Но, глядя на автомобиль (на 4 колёсах, с
удобным салоном и мощным двигателем), мы не вздумаем объяснять это
случайностью. Мы знаем, что он стал таким, именно, в силу необходимости. А ведь
даже единственная клетка, устроена неизмеримо сложнее, автомобиля или самолёта.
Возможно, лишь два объяснения такого невероятного явления как жизнь: либо
задействовано какое-то Высшее Разумное Начало, либо существуют какие-то
внутренние закономерности Природы (код, программа), запускающие механизмы
эволюции. А, скорее всего, и то и другое. Высшее Разумное Начало кодирует и
контролирует Программу эволюции.
Вот что пишет Дуэйн Гиш на страницах журнала
Сайенс дайджест
(США):
Ни один человек не присутствовал, ни при рождении Вселенной, ни при
появлении жизни на Земле, ни даже при возникновении какого-либо одного вида
животных или растений. Это – уникальные, неповторимые события, которые нельзя
ни наблюдать в природе, ни воспроизвести в лаборатории. Следовательно, ни теорию
эволюции, ни теорию сотворения, нельзя считать, строго говоря, научными. Обе они,
скорее религиозны, ибо зиждутся на вере, на предположении. Как заметил известный
философ и методолог науки Карл Поппер, учение об эволюции – это не научная
теория, подлежащая объективной проверке, а некая исследовательская программа, в
основе своей метафизическая.
Преподавать, в общественных школах, одну из этих двух
взаимопротивоположных теорий, полностью отвергая другую, означает нарушение
прав науки, либо религии, недопустимые в обществе плюралистической демократии.
Школьники и студенты должны быть ознакомлены с обеими точками зрения, обеими
системами аргументации
.
Полемизируя на страницах журнала с учёным-эволюционистом, биохимиком А.
Азимовым, он приводит факты согласующиеся с теорией сотворения. Например.
Термодинамика. Второе начало термодинамики гласит, что во всякой
изолированной системе, её сложность может лишь убывать, с течением времени, и
никогда – возрастать. Теория эволюции в явном противоречии с этим законом. Она
подразумевает, что одни и те же естественные законы, которые ведут к разрушению и
распаду всякой замкнутой системы, каким-то образом привели, вначале, к
возникновению самой Вселенной, а затем и её постепенному усложнению и
усовершенствованию. Такое допущение было бы абсолютно нелогично, но именно к
нему и сводятся законы эволюционистов о саморазвитии Вселенной и жизни в ней.
Синергетика, частично, отвечает на этот вопрос, но далеко не в полной мере.
Законы вероятности. Человеческое тело состоит из 30 триллионов клеток, более
чем 200 разновидностей. 12 миллиардов клеток составляют человеческий мозг (в нём,
примерно, 120 триллионов нервных связей). Эволюционисты полагают, что всё это
сложнейшее устройство, образовалось путём отсева многих миллионов случайных
неудачных проб, и выбора наилучших вариантов. С помощью теории вероятностей
можно рассчитать, что для такого отбора потребовалось бы более чем 5 миллиардов
лет, т. е., чем предполагаемое время существования Земли.
Биолог Х.П.Йоки, используя методы теории информации, подсчитал вероятность
случайного возникновения молекулы ДНК. Если исходить из 95% уровня вероятности,
принятого в математической статистике, то, в обозримые сроки, могла бы случайным
образом сложиться последовательность самое большее из 49 аминокислот. Для
сравнения напомним, что большинство генов, ответственных за построение отдельных
белков, состоят из 100 – 300 аминокислот. Даже для того, чтобы соединить уже
готовые участки ДНК, в правильной последовательности, потребовались бы многие
миллионы лет – срок несоизмеримый со временем существования жизни на Земле.
Сходные вычисления произвёл и Х. Дж. Моровиц, подсчитав возможность
самопроизвольного соединения частиц вещества в тело бактерии. Получилось 10 в
степени 1011 , т. е. всего одна возможность на колоссальное число, выраженное
единицей со ста миллиардами нулей.
Похоже, что эволюционистская теория происхождения жизни – миф ХХ века.
Молекулярная биология. Недавно стало известно, что процессы синтеза
информационной РНК у прокариотов (одноклеточных организмов, не обладающих
отчётливо выраженным клеточным ядром) и эукариотов (организмов имеющих
клеточные ядра), принципиально отличаются. Это значит, что эукариоты не мог
...Закладка в соц.сетях
