Дихотомични свойства на интегрални системи
Дихотомични свойства на интегралните системи
Интегралните системи, притежаващи стабилност, реагират на смущения, нарушаващи режима на тяхното динамика на влияние чрез развитие на процеси, насочени към компенсиране на тези влияния, тяхното неутрализиране. Това е така нареченият принцип на Le Chatelier-Brown. Въпреки това, за дълъг период от време интегралните системи се разрушават спонтанно поради несъответствието на тяхното вътрешно състояние (съдържание) с променящите се външни условия. Променените условия, според горното, не са нищо повече от промяна в изходните характеристики на системи от по-висок ранг. В същото време вътрешната целесъобразност на структурата на системата влиза в противоречие с целесъобразността на външните условия, средата и възниква несъответствие на отношенията между елементите, които съставляват системата. Образуването и развитието на природни образувания се дължи на комбинирането на елементи в колективи - системи. Процесът на сливане на системи и формирането на интегритет от висок ред, подобно на много други процеси в природата, едихотомичен: ако две равноправни системи имат свойства, които ги обединяват, тогава, когато се комбинират, те образуват система от по-висок ред с нови свойства. Субекти от по-нисък ранг също могат да се слеят със система от висок ранг, но подреждането на цялата цялост не се променя. Подредеността на целостта на по-ниските чинове в този случай се разрушава и, преминавайки през хаоса, се трансформира в съответствие с високопоставения ред. По същия начин се формира йерархично подчинена цялост от най-висш порядък – Космос, Вселена (Космос – ред, подредено единство). Получените системи се характеризират с устойчиво развитие, способност да се самовъзпроизвеждат - да се повтарят. Ако в същото времеАко в системата се появят нови свойства, които не са съществували преди, тогава системата, повтаряйки се, поддържайки сходство във форма и съдържание, започва да се променя, да се развива. Такова развитие се наричаинтензивно еволюционно развитие. И обратно, ако системата се променя само по размер, но нейната структура не се променя, тогава такова развитие се наричаекстензивно. В природата се наблюдават и двата варианта на развитие. Известни са организми (реликтови системи), които са съществували почти непроменени милиони години. Нека дадем дефиниции на понятията „холистична система“, „развитие“, „елемент“, „среда“.Холистична (холистична) система е асоциация, съвкупност от елементи (системи от по-нисък ранг), които имат способността да влизат в стабилно взаимодействие помежду си, в които се формират нови структури (холистични системи), характеризиращи се с желание за самосъхранение в съдържанието, за самоповторение във форма. Система, която придобива свойствата на самосъхранение, става не само стабилна, но, което е по-важно, се развива (придобива способността да се развива).По този начин развитието (еволюцията) на една система е и нейната способност да променя неаддитивно своите свойства (като цяло), когато се променят свойствата на нейните съставни елементи или когато в системата се появяват нови елементи поради промени в подредени външни въздействия (условия, среда); способността да се поддържа инвариантната структура на функционалните връзки и да бъде стабилна.Елемент(Поздняков, 1977) - система, която не е разделена на подсистеми в разглеждания ранг.Среда- подредена, стабилна холистична система от най-висок ранг, чието развитие създава подреден поток от различни форми на материя, енергия и информация, включващи формирането и развитиетоподредени системи от по-нисък ранг. Околната среда се състои от първоначално подреден набор от вещества и енергия, което предполага формирането на системи от по-нисък ранг. Тяхното взаимодействие води до увеличаване на генетичното разнообразие от системи и форми на материя, енергия и информация. Формирането на подредена цялост се определя от дихотомичните свойства на системите. Накратко описваме основните.Първо свойство.Всички природни системи имат способността да възприемат субстанции M, енергия E и информация I (MEI), които се произвеждат от околната среда - система от по-висок ранг и нейните хетерогенни системи от по-нисък ранг. В същото време е важно да се отбележи, че първопричината за формирането на всяка система е наличието наподреденпоток от материя и енергия. Неподреденият поток със случайни колебания в разходите за материя, енергия и информация не може да доведе до формиране на системна цялост, тъй като в този случай е невъзможно да се формира структурата на функционалните връзки на елементите и системата е в противоречие с околната среда.Второто свойствона системитее, че всяка система, образувайки и абсорбирайки MEI, ги трансформира в нова форма на вещества, енергия и информация. И тъй като системите се формират в резултат на подредени потоци на MEI, тогава всяка от тях е подредена, структурно организирана колекция от елементи и следователно веществата, енергията и информацията, които произвежда и освобождава в околната среда, също са подредени. Ето защо средата се формира като цялостна подредена система. Въпреки това, сумирането на подредени потоци от материя, енергия и информация при определени условия може да има разрушителен ефект върху интегралните системи.Третото свойство на системите(фиг.3). Във всяка от двойката системи, поради тяхното взаимодействие,образува се дихотомично единство от F- и D-потоци материя и енергия (Поздняков, 1988; 1991). F-поток, който е потреблението на материя и енергия, необходими за развитието на дадена система (MEI поток, насочен към системата), характеризира системата като „консуматор” на ресурс или като „хищник”. По същество това е количеството вещества, енергия и информация, изразходвани за формирането на самата система, докато се развива и за прехвърлянето им от една форма в друга (тук самата система и потокът от вещества, енергия и информация, освободен от нея в околната среда), действат като нова форма на вещество, енергия и информация. D-потокът в същата система се определя от консумацията на материя и енергия на конкуриращата се с нея система и я характеризира като „ресурс” или „жертва”. По този начин консумацията на MEI в D-потока определя намаляването на размера на системата, намаляването на нейната подреденост и стабилност; а във F-потока - неговото нарастване, нарастването на степента на ред и устойчивост.
Фиг.3. Структурата на функционалните връзки на системите помежду си и с околната среда - интегрална система от най-висок ранг. - интегрална система от най-висок ранг - средата, организираща началото (субстанция); - интегрални системи от по-нисък ранг, притежаващи свойството на дихотомично единствоF-иD- потоци на материя и енергия; - формиране на функционални връзки.
Това свойство се проявява и при взаимодействието на всяка от системите с околната среда. Тоест околната среда, като система, също има свойствата да действа едновременно и като ресурс (жертва), и като консуматор (хищник) на вещества, енергия и информация. Освен това всяка от системите консумира и отдава вещества и енергия във формата, която е необходима за самата нея и която се изисква от взаимодействащата с нея система. И двата MEI потока не саса безплатни; те се характеризират с напрежение, потенциална разлика: една система, сякаш „всмуква“ вещества и енергия, създава F-поток, който за друга система е D-поток. Взаимодействието на много системи с околната среда и една с друга води до сложна йерархия от връзки и свойства, които ги генерират. Така че всяка система, бидейки отворена (в природата няма затворени, напълно изолирани системи), по отношение на един действа като консуматор или хищник, а спрямо друг - като ресурс или жертва.Четвъртото свойствое, че всяка интегрална система при липса на D-поток се увеличава екстензивно (по отношение на производителността, обема, размера) според експоненциален закон, а при липса на F-поток тя експоненциално намалява в същите параметри, „колабира“. Именно това свойство определя цикличността на развитие на системите. Тъй като няма системи, в които D-потокът да не се формира, а скоростта на потока MEI в него расте с нарастването на системата, промяната в размера на системата или другите й изходни характеристики се извършва с насищане, съгласно логистичния закон, пропорционално на разликата в потреблението на материя и енергия, съответно, във F- и D-потоците. Докато F е по-голямо от D, системата нараства по размер; когато разходите във F- и D-потоците се сравняват, растежът на системата спира. След това, когато разходите в D-потока започнат да надвишават тези в F-потока, производителността на системата намалява според логистичния закон. Това свойство напълно определя цикличността на развитие на системите. Цикълът има формата на синусоида, тъй като се състои от два клона: клон, който характеризира насищащия растеж на системата, и клон, който характеризира деградацията на системата, която настъпва при обратното насищане.Петото свойствое свойството на асиметрията на развитието. Всякаквиинтегралната система има свой собствен цикъл на формиране и развитие, обхващащ периода от зараждането на системата до нейното унищожаване. Дългосрочното съществуване на набор от едновидови системи (тяхната стабилност) се дължи на факта, че всяка от тях има свойството да се самовъзпроизвежда. Ако в същото време „новата“ система не се различава по нищо от „старата“, тогава цикълът на развитие на системата е симетричен (фиг. 4).
Фиг.4. Симетричен цикъл на развитие на интегрална система. 1 - 2 - циклите на развитие в началния и следващите моменти от време са конформни 3 - общ изглед на цикъла.
В този случай развитието на системата е обширно, самата еволюция не се извършва, тъй като в съвкупността от системи (или в отделна от тях) съставните им елементи не придобиват нови свойства. Такъв цикъл по същество има формата на "стояща вълна", променяща се по размер с течение на времето, самоподобна по форма; качествено, по отношение на структурата на функционалните връзки, системата остава непроменена. Този тип цикъл може да се наречесамоподобен,иликонформен.С появата в системата (в съвкупността от системи) на нови, преди това недостъпни свойства на елементи, цикълът на развитие на системата става асиметричен, в него се появява дисбаланс на свойствата: една част от цикъла е представена от елементи със „стари“ свойства, а другата - с нови и стари, образувайки недобавка тивна сума (фиг. 5).
Ориз. 5. Асиметричен цикъл на развитие на интегрална система. 1 - начален период; 2 - развитие на системата в следващ период от време с по-ефективно използване на ресурсите (чрез подобряване на структурата); 3 - общ изглед на цикъла.
Ориз. 6. Схема на цикъла на взаимозависимо развитие на „цивилизацията” на ЕЕН и глобалния ЕКОС. 1 - глобална граница на развитие на екосистемата(екологична среда), обусловена от размера на планетата Земя (естествен космически кораб), нейните вътрешни функции и космически (външни) фактори. 2 - границата, създадена от взаимодействието на SES (цивилизация) и ECOS: 2.1 - прединдустриален етап на развитие; 2.2 - индустриален етап на развитие; 2.3 - кулминационно състояние (състояние на динамично равновесие, равновесни процеси); 2.4 - началото на образуването на хаос (разрушаване на установения ред); 2.5 - формирането на нова парадигма, началото на цикъла на развитие на нова цивилизация. 3 - възможно (и необходимо) формиране на нова парадигма на отношенията между SES и ECOS и преход към устойчиво развитие.