На переломе эпох: выбор стратегии созидания будущего

Водопьянов Павел

Взаимосвязь элементов и структуры предполагает единство устойчивости и изменчивости, относительную самостоятельность элементов и их взаимосвязь. Совокупность устойчивых связей образует структуру системы, причем устойчивость отдельных элементов не является обязательным условием устойчивости системы в целом. Система может быть устойчивой, хотя и состоит из неустойчивых элементов, которые благодаря особому способу взаимодействия образуют устойчивую структуру. Поэтому структурной устойчивостью может обладать и такая система, элементы которой претерпевают постоянные преобразования, переходят из одного состояния в другое. Применительно к подобного рода системам понятие элемента следует расширить и переосмыслить, а именно наряду с вещественными, корпускулярными элементами выделить элементарные процессы (действия, акты, изменения) [48] , складывающиеся в интегральную структуру целостного процесса, который обладает структурной устойчивостью в той мере, в какой элементарные процессы упорядочиваются, координируются во времени, получая определенную направленность.

48

Филюков А. И. Эволюция и вероятность. Минск: Наука и техника, 1972. С. 197–180.

Любая система состоит из множества подсистем. По всей вероятности, существует столько Д-множеств данной М-системы, сколько

имеется способов ее расчленения. Исходя из этих соображений, М. Тода и Э. Шурфорд пишут: «При данном Д-множестве М-системы ее структура определяется как вся совокупность отношений между подсистемами, принадлежащими данному Д-множеству» [49] . Подобное определение структуры указывает на ее иерархический характер, однако, как подчеркивают сами авторы, невозможно осмысленно говорить о структуре, пока не указано и не осознано Д-множество, с помощью которого определяются отношения.

49

Исследования по общей теории систем: сб. ст. М., 1969. С. 345.

Следовательно, структура системы зависит от того, какое из возможных Д-множеств системы выбрано для описания структуры [50] . Структура системы устойчива до тех пор, пока остаются неизменными отношения между ее подсистемами.

Математическое описание структурной устойчивости можно представить следующим образом. Пусть дана некоторая «форма», геометрически определяемая, например, графиком функции F (x); нужно выяснить, обладает ли эта функция «структурной устойчивостью», т. е. сохраняет ли эта функция ту же топологическую форму, если первоначальная функция F переводится малым возмущением в Q = F + oF. Процесс Р можно считать структурно устойчивым, если незначительные изменения начальных условий переводят его в процесс Р¹, изоморфный процессу Р, т. е. малая деформация пространства-времени переводит процесс Р¹ снова в процесс Р [51] . Данной математической модели соответствует введенное К. X. Уоддингтоном понятие креода, которое определяется как некоторая центральная траектория морфогенеза в совокупности возможных траекторий процесса, от которой в условиях нормального развития допустимы отклонения лишь в ограниченном диапазоне [52] . Понятие структурной устойчивости означает канализирование процессов индивидуального развития организмов.

50

Там же. С. 345–346.

51

Уоддингтон К. Х. На пути к теоретической биологии: пер. с англ. М.: Мир, 1970. С. 145–147.

52

Там же. С. 21.

Идеи и методы системно-структурного подхода имеют специфику своего проявления в биологическом познании, и прежде всего в том, что они должны учитывать не только экстенсивные, но и интенсивные, интегрированные в пространстве и во времени структуры. Понятие структуры в данном случае охватывает не только строение системы, но и ее изменения, взаимодействия и поведение в целом. «Структура есть относительная выделенность, дискретность частей (в отличие от “бесструктурных” образований), и фаз или стадий изменения и развития, а вместе с тем определенная упорядоченность, определенный строй всей совокупности отношений, связей и взаимодействий между этими частями, фазами или стадиями, объединяющимися в единое целое» [53] . Выявление дискретности в биологических процессах – характерная черта определения их специфики, выражающей единство устойчивости структур целого и лабильности их функций. При этом в области живой природы наблюдается своеобразное проявление данного единства. На уровне простейших происходят значительные структурные изменения целого при относительной неизменности прежних функций. Напротив, на уровне высших организмов приспособление в основном происходит за счет лабильности функций при сохранении структуры. На основании данного положения М. И. Сетров сделал вывод о том, что «высота организации систем в общем виде определяется тем, в какой степени актуализация функций осуществляется за счет изменения структуры (возникновение нового свойства и новой функции) и в какой степени – за счет увеличения у одной структуры множества функций, которые при изменении условий могут сменять друг друга. Чем более устойчива структура и более подвижна ее функция, тем выше организована система» [54] .

53

Веденов М. Ф., Кремянский В. И. Специфика биологических структур // Структура и формы материи. М., 1967. С. 616.

54

Сетров М. И. Степень и высота организации систем // Системные исследования. М., 1969. С. 163.

Выявление структуры системы означает и познание ее частей, способов взаимодействия между ними, их отношения друг к другу. Поэтому структура включает дискретность частей, совокупность связей, отношений и взаимодействий между ними. Отсюда становится понятным, что структура живого является выражением пространственно-временной организации целостных систем, обусловленных закономерными связями структурных и функциональных элементов. При этом сами элементы процесса имеют не только вещественно-корпускулярную, но и динамическую, функциональную природу и включают элементарные акты, действия, изменения.

В последнее время широкое распространение получило понятие «функциональной структуры», состоящей из отдельных единиц. Элементарными единицами биологических систем зачастую выступают фундаментальные единицы, которые далеко не равнозначны элементам физического объекта [55] . Примерами таких функциональных структур могут служить различные акты поведения, такие, как убегание, поиск пищи и т. п. В итоге оказывается возможным на основании функции как некоторого заданного поведения биологической системы исследовать соответствующие структуры. Любая функция выражает роль элементов, процессов в сохранении и развитии той системы, частью которой она является. Она отражает такое отношение части к целому, при котором сохранение части обеспечивает существование целого. Любая структура целостного процесса, таким образом, состоит из элементарных актов, действий, изменений функциональных единиц и т. д., основанных на определенном их сочетании, упорядочивании во времени. Изучение различного

рода структур – необходимое условие нахождения сохраняющихся величин. «Поиск сохраняющихся величин при изучении молекулярных структур живого составляет важнейшую сторону единого познавательного процесса, направленного на овладение функциональными основами жизни. Благодаря нахождению инвариантов становится возможным изучение вариабельности и, наоборот, через определение вариабельности, видоспецифичности обнаруживается сохранение таких существенных свойств, которые позволяют сформулировать некоторые устойчивые закономерности существования и развития молекулярных структур» [56] .

55

Олицкий А. А. Функциональный и генетический методы как средство исследования биологических структур // Проблемы методологии системного исследования. М., 1970. С. 248.

56

Карпинская Р. С. О некоторых проблемах адекватности биологического познания //Ленинская теория отражения и современная наука. Теория отражения и естествознание. София, 1973. С. 246–247.

Структура в широком смысле означает устойчивые характеристики явлений и процессов материального мира. Сохранение качественной определенности системы обусловлено устойчивостью ее структуры, не выходящей за пределы меры. Структура оказывается тождественной самой себе, если наиболее существенные параметры остаются неизменными. Она есть устойчивая выделенность, дискретность. Структура живых систем выражает аспект устойчивости, характеризующий пространственную упорядоченность элементов и процессов. Устойчивость, определяемая структурой, выступает как одно из атрибутивных свойств живого. На это обращал внимание еще Дж. Холдейн: «Активное поддержание нормальной, и притом специфической, структуры и есть то, что мы называем жизнью, понять сущность этого процесса – значит понять, что такое жизнь. Существование жизни как таковой предстает, таким образом, в виде аксиомы, на которой основывается научная биология» [57] . Эту же точку зрения разделяют и современные авторы, представляющие жизнь в виде некоторой глобальной структуры, обладающей подсистемами и характеризующейся целостной и устойчивой пространственной и биологической конфигурацией (эта конфигурация обладает структурной устойчивостью) [58] .

57

Уоддингтон К. Х. На пути к теоретической биологии. С. 11.

58

Том Р. Динамическая теория морфогенеза // На пути к теоретической биологии. М.: Мир, 1970. С. 153.

Понятие структуры тесно связано с упорядоченностью процессов и явлений материального мира. «Порядок и структура суть материальные факты. Они внутренне присущи самой материи и имеют место… во всех формах движения материи… В то же время способ организации, структуры, порядок, закономерность в отдельных формах движения материи качественно различны. Но, так или иначе, они существуют повсюду. Хаотическая материя, лишенная всякой закономерности, была бы недоступна для познания» [59] . Упорядоченность характеризует систему с качественной стороны (со стороны отношения элементов и связей). Она является основой сохранения структуры системы. Порядок выражает соотношение процессов в некоторой повторяющейся последовательности. В частности, определяя причинность через упорядоченность, Д. И. Блохинцев отмечает, что причинность – определенная форма упорядочения событий в пространстве и времени и эта упорядоченность накладывает ограничения даже на самые хаотические события [60] . Определяя упорядоченность как строго согласованную последовательность протекания процессов, необходимо учитывать, что она сочетается с некоторой степенью неупорядоченности, т. е. включает в себя единство системной упорядоченности и частичной неупорядоченности, оптимальной для данного структурного уровня.

59

Гесслер Г. О сущности жизни. М., 1967. С. 256.

60

Блохинцев Д. И. Принципиальные вопросы квантовой механики. М, 1966. С. 45.

Проявления упорядоченности весьма специфичны для каждого уровня организации материи, а сам мир, как отмечал Н. Винер, «представляет собой некий организм, закрепленный не настолько жестко, чтобы незначительное изменение в какой-либо его части сразу же лишало его присущих ему особенностей, и не настолько свободный, чтобы всякое событие могло произойти столь же легко и просто, как и любое другое» [61] . Единство упорядоченности и неупорядоченности есть проявление единства устойчивости и изменчивости явлений и процессов материального мира. Во всех упорядоченных структурах в той или иной форме обнаруживаются элементы неупорядоченности, равным образом, как и хаос, беспорядок в одном отношении выражают упорядоченность в другом отношении. Выявление различных типов упорядоченности способствует определению различных форм сохранения, устойчивости. В мире обычно выделяют вещи, свойства и отношения. Отношения, складывающиеся в системе, выражают ее упорядоченность. При этом область отношений порядка весьма многообразна и проявляется в различных формах эквивалентности, моментах тождества, отношениях пространственной и временной последовательности и т. д. Повторяемость элементов и связей данной последовательности фиксирует упорядоченность системы. Чем выше степень единообразия (повторяемости), тем соответственно выше и порядок. Вероятность порядка тем больше, чем меньше разнообразие элементов системы. Упорядоченность отражает качественную определенность отношений элементов и связей системы, фиксируя в ней моменты устойчивости, сохранения.

61

Винер Н. Я – математик. М., 1964. С. 314.

Понятие упорядоченности тесно связано с понятием организации, представляющей особый вид упорядоченности, связанный с сохранением системы. Понятие организации обычно используется как для характеристики сформировавшихся систем, так и для обозначения упорядоченности процесса их исторического становления и развития. В плане соотношения организации и структуры, фиксирующей момент стабильности в системе, первое предстает как структура в действии, как структура, находящаяся в функционировании. Организация представляет собой динамическое единство структуры и функции. «Организация системы (или систем) есть способ связи, изменяющийся в общем случае во времени, обратимо протекающий в двух взаимно противоположных направлениях (понижения и повышения) и рассматриваемый по отношению к любой системе (или ко всем системам вообще) и безотносительно какой-либо определенной системы» [62] .

62

Петрушенко Л. А. Самодвижение материи в свете кибернетики. М.: Наука, 1971. С. 46–47.