Материал: Гагин. Системный синтез. Линия жизни

Суть экстремальных принципов, для эволюции, в том, что из бесчисленного количества вариантов состояния системы, информация (вернее её тезаурус – знание), выбирает оптимальный, по отношению к Цели. Это и будет, минимум или максимум, или экстремум.

Например, как уже говорилось выше, луч света идёт по кратчайшему пути. Время движения вдоль истинного светового луча – минимально. А минимально время – минимальна и энтропия. Ключ, к нахождению траектории истинного светового луча, даёт информация.

Законы Ньютона, также допускают вариационную формулировку.

7.2. Принцип экономии энтропии.

«Оставьте трудиться напрасно, стараясь извлечь из разума всю мудрость; спрашивайте природу, она хранит все истины и на вопросы ваши будет отвечать вам непременно и удовлетворительно».

(Френсис Бекон)

Сложные системы, созданные Природой, должны иметь преимущество перед простыми, иначе, они не имели бы права, на существование. В чём это преимущество? Оно выражается эмпирическим принципом: "принципом минимума диссипации".

Суть его в том, что из множества состояний системы, равно соответству­ющих фундаментальным законам Природы, реализуется тот, при котором рассеивание энергии системы (или рост энтропии), минимально. Похожий принцип, был сформулирован, в 1931 г., Л. Онсагером, применительно к задачам неравновесной термодинамики. Примеров противоречащих ему не обнаружено.

Можно предположить, что он частный случай другого, более общего принципа, который можно назвать принципом экономии энтропии. Если, в каких-то условиях, возможны несколько типов организации материи, не противоречащих законам сохранения, и другим принципам, то реализуется и сохранит наибольшие шансы на стабильность и последующее развитие, именно тот, который позволит утилизировать внешнюю энергию, в наибольших количествах, наиболее эффективно.

Системы, которые способны поглощать энергию эффективнее, получают преимущество. И это, как правило, более сложные и организованные системы. Поэтому, постоянное повышение организованности - важнейший элемент, важнейший критерий, при выборе у Природы. Принцип экономии энтропии, замыкает "свод законов" yпpaвляющих отбором. Он выбирает, из всех возможных, состояний траекторий движения и развития, те, которые удовлетворяют, всем остальным законам Природы. Он несёт ответственность, за направленность эволюции.

Суть другого важнейшего принципа выбора, в обратных связях. Во всё более усложняющихся условиях, для поддержания гомеостаза, живым системам всё более необходима,отражающая информация. Она даёт возможность, оперативно ме­нять своё состояние, под давлением каких-то физико-химических процессов, при опасных изменениях окружающей среды, прогнозируя приближение бифуркационных состояний.

Подытоживая, можно заключить, что критерии, по которым происходит отбор в живой природе - это движение, по лезвию бритвы. С одной стороны, законы эво­люции заставляют живые системы, постоянно стремиться, к более эффективному использованию внешней энергии и усложняться, а с другой стороны, чем сложнее система, тем больше у неё параметров. Тем больше шансов, неверно просчитать приоритеты, больше вероятность ошибки и больше шансов оказаться в зоне бифуркации. А бифуркация - огромный риск. Отсюда, потрясающая драматичность, всех процессов эволюции жизни.

7.3. Эволюция - информационный выбор.

«Разве то, что человек может знать, и есть именно то, что он должен знать?».

(Лихтенберг)

Механизмы обратной связи, информационные механизмы отбора, дав невиданные возможности развития, помогли пе­рейти, на принципиально новый уровень адаптации, но обрекли живые системы на вечную неустойчивость.

Когда выяснилось, что обычных, рефлекторных, обратных связей недостаточ­но для дальнейшего развития, когда, даже животные, научились просматривать сра­зу несколько путей адаптации, перебирать варианты, прогнозировать, тогда положение осложнилось ещё больше. Появившаяся способность предвидеть результаты действий, строить поведение, не как цепочку однозначных реакций, на внешние раздражители, а как определённую программу, вероятность ошибки, возросла много­кратно.

Развиваясь, системы обрели способность соотносить, друг с другом, фрагменты информации, сопоставлять разные типы ситуаций, переносить представления и ожидания, с одного класса объектов, на другие. Информация, потеряв жёсткую, как в случае условного рефлекса, связь с конкретным действием и став, казалось бы, бесцельной, начала заготавливаться впрок. Это открыло колоссальные возможности, качественно повысить эффективность использование информации.

Умение накапливать информацию, оторванную от конкретной ситуации, конкретного действия, открыло грандиозную возможность: создавать нечто, несущест­вующее в Природе, реализовывать такие варианты и формы организации материи, которые, сами по себе, из-за малой вероятности, не просочилась бы, через фильтр отборов, хотя, в принципе, не противоречат законам Природы. Это всевозможные искусственные системы, становящиеся всё более мощными, и повышающие, таким образом, как подсистемы, мощность систем их создавших.

Мощность подсистем (человека и сообществ) геосистемы (Земли), настолько возросла, что это, позволило перейти, на новый уровень самоорганизации, такой, что свёртывать рост, переходить в стационарное состояние, уже невозможно. Но и расширять поле гомеостаза, за счёт окружающей среды и её ресурсов, тоже нельзя. По многим параметрам, человечество, и так привело биосферу, вплотную, к кри­тическим состояниям. А перегрузка, как известно, приводит к бифуркации

4. Моделирование эволюционных процессов.

«Мир покоится на закономерностях и в своих проявлениях представляется как продукт разума – это указание на его Творца».

( Чарльз Роберт Дарвин)

_{Сегодня, уже назрела необходимость, радикальной смены критериев выбора. Ими должны стать критические параметры, нарастающие в окружающей среде. Необходим всесторонний анализ: насколько способны те, или иные, варианты развития приближать к нам, или отдалять, от точек бифуркации. Для этого нужны глобальные модели. Они должны стать для человечества тем, чем когда-то стали для живых систем, механизмы обратной связи: источником сигналов о приближении к границам, области гомеостаза. Например, моральный запрет на ядерную войну – это, не просто современное воплощение древней заповеди «Не убий», но и безусловное предвидение, последствий перехода, за точку бифуркации.}

Создавая модели эволюционных процессов, необходимо использовать прин­цип дополнительности. Создать полную модель, пока, практически невозможно. А создание математической, физической, биологической, кибернетической, энергетической, социальной и т. д., моделей, вполне, уже по силам. Объединение их позволит приблизиться к модели реальной, проявить неявные тенденции и векторно-тензорные особенности.

Попробуем создать первичную, математическую модель эволюции, в самом общем виде, вернее её геометрическое воплощение, в режиме ручного управления. Основными определяющими категориями, управляющими эволюцией, являются информация, и её антагонист - энтропия.

Как уже говорилось ранее, для определения их значений необходимо ло­гарифмирование величин. Т. е., информационные и энтропийные процессы описы­ваются логарифмическими зависимостями.

Динамические эволюционные процессы описываются спиральными кривыми. Поэтому, представим информационно-энтропийные, динамические процессы эволюции, в виде логарифмических спиралей.

При создании модели необходимо учитывать, что в реальности, при созда­нии систем и их зависимостей, Природа использовала критерии пропорционирования (Золотой пропорции), ряд чисел Фибоначчи, принцип резонансного изоморфизма, топологические принципы организации пространства и материи, в форме Замечательных многогранников и дискретные операторы.

Для определённости и конкретизации задачи, выберем геометрическую модель эволюции геосистемы(Земли). Самоорганизация, самосинхронизация, резонансный отбор, принципиально соотносятся с этими общими критериями моделиро­вания.

В модели, должные быть отражены, такие составляющие естественной эво­люции, как наследственность, изменчивость и отбор. Предполагая, что геосистема, не только живая, но и разумная, при построении модели, необходимо использовать дискретные операторы 5 и √5.

Из математики известно, что логарифмическая спираль, описывается двумя чудесными фигурами, тесно связанными с Золотой пропорцией. Один способ, - с помощью совершенного, квадрируемого прямоугольника, бесконечного порядка, путём вращения, образующихся в нём квадратов. Он называется, способом вращаю­щихсяквадратов.Другой способ, - с помощью равнобедренного треугольника, стороны которого, находятся в золотом отношении к основанию. Углы при основании такого треугольника равны 72⁰, что вдвое больше угла при вершине, равного 36⁰.

Треугольник АВС, разбивается на 3 треугольника Золотой пропорции. В них стороны равны:

В треугольнике АВС, точка пересечения биссектрисы угла при основании, с противолежащей стороной, делит эту сторону в среднем и крайнем отношении. При этом, весь треугольник разбивается на два меньших треугольника, один из которых подобен исходному. В свою очередь, его можно разбить, на два, ещё меньших треугольника, проведя в нём биссектрису утла, при основании. Продолжая процесс, получим бесконечную последовательность треугольников, чьи вершины описывают логарифмическую спираль.

АД = 1

ДВ = Ф

ВС = АВ = Ф + 1 = Ф²

_{АС = АЕ = Ф}

_{Характерно, что отношение углов, отвечает отношению целых чисел, а отношения сторон несоизмеримы.}

_{Стороны равны Ф и Ф2.}

Стороны треугольника АВС отражают триаду эволюционных категорий: наследственность, изменчивость, отбор.

В основание, положена изменчивость, стремящаяся слева и справа, по алгоритму ряда чисел Фибоначчи, к Золотому отношению, пределу Ф. Высота треугольника - наслед­ственность: то что система накопила, прошлый опыт и прогнозируемые ситуации /прогноз - функция опыта/. Большие стороны треугольника - это отбор /слева и справа/, в процессе осциллирующих процессов изменчивости, согласно набора критериев - законов Природы.