Файл: Системный подход в современной науке..pdf

уровне. Границы активных и реактивных действий не всегда четко различимы: пища, например, может быть необходима не только для гомеостаза, но и для роста, и размножения. Ситуация проясняется при использовании введенного в биологию несколько десятилетий назад, но не получившего широкого распространения понятия гомеореза — гомеостаза, имеющего место в каждый момент существова­ ния организма. Такое понимание гомеостаза как динамического про­ цесса делает деление мотиваций организма на активные и реактив­ ные более четким. Становится очевидным, что к реактивным дейст­ виям следует отнести те, которые отвечают потребностям орга­ низма в данный момент, активные — вызванные потребностями, отвечающими целям будущего особи или вида. Например, если животное защищает себя от напавшего хищника, то это будет реак­ тивное поведение. Если же оно обустраивает свое жилище таким об­ разом, чтобы обезопасить себя в будущем от подобных нападений и свое потомство, то это поведение следует отнести к активному. Ак­ тивность жизни проявляется уже при минимальном гомеорезе — да­ же чахлое растение принесет хоть небольшое количество семян. Не связана с гомеорезом игровая деятельность животных, строитель­ ство нор и гнезд, создание пищевых запасов и т. п. Отсюда разделе­ ние реакций в математическом представлении с уровня, при котором организм может приступить к активным действиям:

Cmin а — начальная величина активности, которую может реализо­ вать организм без опасности нарушения гомеореза, характеризуемо­ го величиной Cmin. Очевидно, что чем выше уровень гомеореза, тем больше средств будет выделять организм на нужды активности. От­ сюда

Функция, отражающая степень удовлетворения того или иного ви­ да активности Yja может быть представлена в виде аналогичном (6):

Но смысл переменных здесь будет иной, чем в случае выражений для гомеостаза: х\ — означает степень реализации какого-либо рода активности: игровой, сексуальной, исследовательской и т. п.; XjkP в значении критического предела будет иметь смысл некоего пре­ дельного значения потребности реализовать данный вид активности, Xj° — оптимальная степень ее реализации; zv — один из / внешних раздражителей, подвигающий организм на реализацию данной по­ требности. Зависимость zv = zv (Y\) отражает изменение восприимчи­ вости организма к раздражителям по мере изменения степени удов­ летворения потребности в процессе реализации активности.

При характеристике активности организма в целом необходимо учесть ряд отличий ее от гомеостаза. Поддержание значений всех су­ щественных переменных около их оптимальных значений одинаково важно для организма. Поэтому их сравнение их в виде (6) вполне оп­ равдано. В то же время, при ограниченном ресурсе, выделяемом ор­ ганизмом на цели активности, и в силу того, что активность того или иного рода может не являться жизненно важной для особи, набор раз­ личных видов активности и доля каждой в наборе могут быть сущест­ венно различными. Так, у одной особи может доминировать сексуаль­ ная форма активности, поглощающая большую часть ресурса, сво­ бодного от нужд гомеостаза. У другой особи может доминировать ис­ следовательская форма активности и т. п. Необходимо также учесть и то, что у высших животных и человека различные виды активности могут широко варьировать, так как целый ряд потребностей может у них возникнуть в результате обучения или воспитания. Таким обра­ зом, энергетический ресурс, выделяемый организмом на реализацию активности, будет перераспределяться между ее видами. Все это мож­ но отразить коэффициентом f >0. Значение f = 0 будет означать от­ сутствие потребности к данному виду активности. Определение же конкретных значений этого коэффициента должно явится предметом исследования биологов, дрессировщиков, психологов и педагогов. В итоге значение некоторого вида активности приобретет вид:

(ю ).

Отсутствие того или иного вида активности отнюдь не всегда яв­ ляется гибельным для организма. Поэтому итоговую величину уже следует выражать не произведением переменных, а их суммой, кото­ рую ОС стремится минимизировать. Тогда

(11). Естественно, что человек или животное стремятся удовлетворить максимально все свои потребности, связанные с активностью, т. е. достичь состояния максимума С&. При этом в первую очередь будут удовлетворяться те из этих потребностей, к которым подталкивают наиболее сильные эмоции или наиболее убедительные доводы рас­ судка (если речь идет о человеке). Этому состоянию будет соответ­ ствовать в (9) минимальное значение числителя или максимальная степень благоприятности обстоятельств, что отражается там же

величиной 5 \ zv Естественно, не всякая активность является

полезной как для особи, так и для вида с точки зрения практической пользы, а для человека и с этической точки зрения. Учесть воздейст­ вие такого рода активности на итоговый характер активности орга­ низма в целом можно знаком «минус» при суммировании в (11), что соответственно уменьшит величину полезной активности или даже сделает ее отрицательной.

Приложения теории информации к СТС. Понятия сиэла, про­ граммы и информации позволяют использовать достижения теории информации для исследования организмов и сложных автоматов. Проиллюстрируем это утверждение на следующих примерах. Так Н-набор реакций некоторого сиэла на информацию (т. е. его состоя­ ний) и вероятностей их реализации может быть представлен как

Н = -1 ,Р ,1 Ь р ,

( 12),

где р — вероятность нахождения сиэла в /-ом состоянии; lb — 1одг от латинского binary — двоичный.

Соответственно неопределенность состояний реэла Н может быть выражена

где п2— число сиэлов в реэле, к — номер сиэла в реэле.

Отметим, что} — индекс под знаком р поставлен вместо индекса /, потому что сиэл, включенный в реэл, меняет как число состояний, так и их вероятность. В общем случае очевидно, что зависимость между сиэлами в реэле приобретает условный, байесовский характер. По­ добные этому изменения происходят и на высших уровнях, например с человеком, попавшим в коллектив. Эти изменения для сиэла могут быть выражены разностью

5Н = - ^ p ,lbP ,+ ^ p J bPv

Вобщем случае характеристика организации системы, имеющей

тиерархических уровней, может быть в простейшем случае отраже­

на зависимостью:

Если суммирование производить лишь по разнообразию сигналь­ ных элементов разных уровней, то это будет характеристикой типич­ ной особи данного вида. Если же суммировать по всем элементам, то это даст представление и об ее относительном размере. Из (13-15) следует также, что величина организации зависит не только от коли­ чества элементов, но и от числа их состояний, что подтверждается экспериментами Л.В. Крушинского13. Он показал, в частности, что интеллектуальное превосходство ворон над голубями определяется не столько превосходством в количестве нейронов, сколько количе­ ством контактов (синапсов) между ними. То же, очевидно, справед­ ливо и для человека, масса мозга которого существенно может усту­ пать таковой у слона и ряда китовых.

Однако представляется, что принципиальное разнообразие эле­ ментов не должно быть большим. Так, человек, наливающий стакан воды, уподобляется реэлу, отключающемуся, как только стакан напол­ нится. Попав в незнакомую обстановку, он вынужден искать выход из нее путем проб и ошибок подобно гомеостату Эшби, состоящему из «полей» — реэлов. Руководитель учреждения, распределяющий сред­ ства между его подразделениями, подобен элементу четвертого по­ рядка, распределяя средства между текущими расходами и расхода­ ми на расширение и развитие организации — пятого и т. п. При этом

структурные и информационные вычисления отнюдь не следует начи­ нать с биохимического уровня. Человек на службе, например, может обладать ограниченным набором линий поведения, определяемым должностными инструкциями. В этом случае его поведение аналогич­ но поведению сиэла и описывается выражением (12). Последователь­ ная подготовка документа для руководства сотрудниками до утверж­ дения его руководством — схемой реэла и т. д. Естественно, дальней­ ший анализ структуры организованных систем может выявить прин­ ципиально новые структурные элементы — например элементы, обес­ печивающие обучение. Именно сходством структур высших иерархи­ ческих уровней со структурами низших в организованных системах и объясняется повторение того, что К.В. Судаков называет системоквантами. Однако, если распространять понятие системоквантов на косную материю, следует учитывать, что там природа сходства прин­ ципиально иная: у этих систем она определяется стабильностью или лабильностью их состояний, условия существования которых рассмо­ трены в14, а термодинамический механизм — в15.

Коснемся темы, пронизывающей всю историю философии от Платона до Вл. Соловьева, — темы гилозоизма, одушевленности всей материи16. Начнем с того, что все наши мысли и чувства про­ являются первоначально в виде химических реакций, т. е. перестро­ ек внешних электронных оболочек атомов. По мере движения от сложных организмов к простейшим обедняется не только внешний спектр процессов, но и внутренний — исчезают постепенно мысли и чувства, остается сужающийся спектр ощущений. Отсюда может быть сделано по крайней мере два вывода. Первый — что вмести­ лищем неких праощущений может явиться атом (не берутся же они из ничего) и, как и предполагал Соловьев, их силы сцепления и от­ талкивания — не что иное, как проявление «эмоциональных» реак­ ций. Второй — что сложность и размеры структур организмов кор­ релируют со сложностью душевной сферы, вместилищем которой они могут явиться. Но ведь неорганическая материя состоит из тех же атомов, что и органическая, и усложнение ее идет также многи­ ми качественными этапами. Это минералы, породы, слои и далее с одновременным усложнением ее психосферы, о чем мы пока мо­ жем лишь строить догадки. Действительно, ведь достоверные све­ дения о строении Земли получены лишь в одном месте — на Коль­ ской сверхглубокой скважине, где бур проник на глубину, составля­ ющую 0,2% ее радиуса. Но психосфера различается существенно

даже у разных людей, строение мозга у которых в принципе одина­ ково. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на полотна раз­ личных художников. Тем более она должна быть иной у неорганиче­ ской материи, если она ею обладает. Таким образом, выводы, полу­ ченные здесь о структуре и функционировании организмов и авто­ матов, возможно могут быть перенесены впоследствии на объекты, состоящие из той материи, которую ныне мы рассматриваем как кос­ ную, если сумеем найти способы контакта.

В заключение отметим, что мы далеки от того наивного представ­ ления, что можно описать всю жизнедеятельность организмов фор­ мальными процедурами, игнорируя ощущения, чувства, волю, твор­ ческие решения проблем и т. п. Прибегнем для пояснения этого ут­ верждения к аналогии. Допустим, дикарь находит транзистор и при­ водит его в действие. У него возникает дилемма: все ли генерирует­ ся в транзисторе или приходит из огромного мира. Очевидно, что не только дикарь, но даже интеллектуал прошлого века применил бы здесь «бритву Оккама» и пришел бы к выводу, что в транзисторе. Бо­ лее того, он попытался бы исследовать внутренности приемника, что­ бы найти в нем генерирующие устройства. Не так ли поступают ны­ не нейрофизиологи, исследуя мозг?

ПРИМЕЧАНИЯ

1Судаков К.В., Агаянц Г.Ц., Вагин Ю.Е., Толпыго С М ., Умрюхин Е.А. Системокванты физиологических процессов. M., 1997.

2 Судаков К.В. Голографическое единство мира — основа космического созна­ ния // Экологическая культура и образование. Опыт России и Югославии. М., 1998.

3 Кругликов Р.И. Синергетика и системный подход в изучении интегративной деятельности головного мозга // Экспериментальная физиология. Т. 2. М., 1993.

4 Пенфилд В., Робертс Л. Речь и мозговые механизмы. Л., 1964.

5 Пригожин И., Николис Ж . Биологический порядок, структура и неустойчиво­ сти //Успехи физических наук. 1973. Т. 109, Вып. 3.

6 Смирнов С.Г Симбиоз зрелых наук // Природа. 1975, № 6.

7 Кафиани К.А. Некоторые механизмы биохимической саморегуляции на уров­ не клеток // Биологические аспекты кибернетики. M., 1962.

8 Штеренберг М.И. К вопросу о функциональном определении жизни // Вопро­ сы философии. 1967, № 3; он же. Информация, техника, жизнь // Знание. Сер. Техника. 1971, № 2; он же. О структурных вопросах биологической термодинами­ ки // Институт биологии развития АН СССР. Тезисы докладов. 1977; он же. Про­ блема Берталанфи и определение жизни // Вопросы философии. 1996, № 2; Он же. Феномен жизни, или новый подход к его пониманию // Интеллектуальный мир. Газета РАЕН. 1998, № 17; он же. Сущность жизни и общая, но содержательная