Активная и полупроницаемая мембрана.

Теперь можно перейти к обсуждению следующего этапа организации иерархических систем и дать такое описание для функционирования "живого" объекта, отражающее его существенные черты (это будет своего рода «функциональное определение живого»).

УО, как правило, распадаются достаточно быстро вследствие той причины, что они имеют размытую границу, состоящую из частиц той же самой среды. Рассмотрим случай, когда на фоне потока энергии, который состоит из многих видов как энергии, так и вещества, образуется некая иерархическая система. Пусть она будет отделена от остальной среды полупроницаемой и активной мембраной. Этим условием определяется то, что сама мембрана является структурой, содержащей УО. Причем эти УО могут перестраиваться. Поскольку каждая УО изменяет ("модулирует") проходящий сквозь нее поток энергии, то система "мембранных" УО может быть рассмотрена как фокусирующая система, которая придает попадающему на внутрь объекта потоку энергии новые свойства.

Опишем, как должен реагировать этот объект на изменение потока энергии и/или вещества. В этом случае внутри рассматриваемого объекта изменяется пространственное распределение потока энергии и его временные характеристики. Это приведет, в свою очередь, к структурной перестройке внутреннего иерархического строения такого объекта.

Теперь допустим наличие возможности перестраивать мембрану "изнутри", - то есть управлять мембранными УО при помощи изменения «внутренних» УО. Причем цель такого управления пусть формулируется так: в результате управления пусть "все вернется к прежнему состоянию". То есть – к некоему состоянию, которое характеризуется неким заданным образом. Для этого внутри мембраны должны функционировать некие определенные структурные образования из УО, которые и будут перестраивать мембрану.

Результирующие свойства такого объекта могут быть описаны в терминах, которыми характеризуются объекты живые. Другими словами, - мы получили "определение Жизни". То есть термин "Жизнь" мы выразили в терминах иерархической системы УО, обладающей специфическими свойствами.

Каждый живой организм ("живую" ИСС) можно рассматривать как единый объект, «живущий» на фоне специфических потоков энергии и вещества, в нем происходят одновременно два процесса: самоорганизации и распада. В рамках масштабно-инвариантного подхода интенсивности этих процессов могут быть выражены в степенной форме, - и мы получаем нелинейное уравнение типа Берталанфи [14]. Учет стохастического окружения приводит к нелинейному уравнению с шумовыми частями, - то есть к спектру размеров биологических организмов.

Эта идеология позволила развить новые методы для описания разных эффектов в биологических и экологических системах. В частности, имеется количественное описание экспериментальных данных по популяциям клеток [15], связи между массой живых организмов и продолжительностью их жизни [16], влиянию окружающей среды на популяцию живых организмов [17], критической интенсивности для влияния лазерного излучения и миллиметровых электромагнитных волн на живые организмы [18]. Эта идеология использовалась для построения новых устройств с новыми возможностями - см. [19].

Интересно, что имеется прямое экспериментальное подтверждение относительно влияния именно структуры шума на биологические объекты как со стороны более низких уровней иерархии [18], так и от более высоких уровней иерархии [20].

Обращаем внимание, что способность к размножению мы не включили в наше определение понятия "жизнь". Обычно в понятие «жизнь» в обязательном порядке включают способность живого к размножению – однако, как показывают последние научные результаты, каждый живой объект обязательно обменивается участками своего генома с другими живыми объектами (например, осуществляется такой перенос при помощи так называемых плазмид и вирусов). Таким образом, все живое живет как бы в едином «генетическом поле», а внешние условия как бы «выделяют» только некоторые характерные наборы генов, которые являются устойчивыми в данной среде, при данных потоках. Совершенно подобные и аналогичные явления имеют место и в социальной и экономической среде. Те или иные советы (например, в области менеджмента), которые сегодня звучат весьма актуально, мы находим уже в древней литературе (например, в китайской, у Конфуция или Сунь-Цзы – известно, какое влияние оказал этот древнекитайский мыслитель на Аллена Даллеса, особенно во время формирования им стратегии создаваемого тогда Центрального разведывательного управления США).

Подытожим: в рамках описанного выше можно дать такой ответ на вопрос " что есть жизнь?", - а, точнее: " какой объект мы можем называть живым?":

· Объект является живым, если он имеет иерархическое строение, а время его существования много больше времени, которое затрачивается на его самоорганизацию.

Применительно к живым организмам вообще такая точка зрения позволила впервые вывести связь между продолжительностью жизни живых организмов (принадлежащих к разным видам) и их массой, - см. [16].

Другими словами: живой объект должен иметь мембрану - четко выраженную границу, которая описывается своими специфическим характеристиками (обладает свойствами полупроницаемости и активности). Он должен также иметь внутреннюю структуру, которая образована из объектов - УО - более низкого уровня иерархии (и которые определенным образом имеют связь между собой). Собственно - это обобщенное описание живой клетки. Однако такое описание, сформулированное на функциональном уровне, уже пригодно для любых условий и для объектов любой природы. Сегодня вопрос об определении живого уже переходит в практическую плоскость, так как он дает нам общий алгоритм априорной классификации для впервые встречаемых Человечеством объектов: например, для проблемы освоения космоса и планет он является ключевым.

Самоорганизация: понятие, описания, примеры.

Социальные и экономические системы демонстрируют огромное количество примеров самоорганизации. Можно даже сказать, что требование, чтобы социальная или экономическая система формировалась по принципу самоорганизации – это есть непреложный закон. Только такие системы – образованные по механизму самоорганизации – и являются устойчивыми. Мало того – они же, как следует из описанного общего подхода к описанию самоорганизации – являются и оптимальными, то есть именно при их функционировании достигается максимальная эффективность.

Когда мы говорим об эффективности, мы всегда – явно или неявно – подразумевает какую-то цель. Однако цель имеет смысл только тогда, когда она достижима – то есть когда она, как минимум, не противоречит общим законам природы. Долгое время для систем как социальных, так и экономический, такие общие законы не могли быть сформулированы. Вследствие этого общество и экономика развивались «методом проб и ошибок», - однако для этих систем ошибки включали в себя судьбы и страдания часто десятков миллионов людей и многие сотни лет… Изложенная выше парадигма, которая все более завоевывает умы не только исследователей, но и практиков (политиков, бизнесменов, государственных и религиозных деятелей, менеджеров и т.п.), - эта парадигма позволяет (вероятно, впервые за историю человечества) ввести измеряемые и проверяемые экспериментально предположения в ткань социальных и экономических наук. Теперь термин «оптимальность» - в рамках изложенной парадигмы – формулируется как способность социальных или экономических объектов наиболее полным образом рассеивать-социализировать энергию, ресурсы, вещество, финансы, информацию и т.п. И притом такая социализация «имеет цель», которая может быть осознана часто только с учетом всей пирамиды социальных и экономических структур. Другими словами, мы получили систему отсчета – не личное желание человека, не желание народа или нации, а желание всего человечества как целого. Подчеркнем: это желание должно быть осознанным. Но если первое – «общечеловеческий» подход – сегодня заложено в основу практической деятельности многих социальных и экономических структур и тенденций (глобализация экономики, гуманистический подход, транснациональные корпорации и т.п.), то второе обстоятельство – осознанность цели управления – пока что не нашло своего отражения. «Подразумевается» только, что такие цели должны быть, да еще «подразумевается» их «очевидность для всех». Однако последнее, по сути, означает простое перенесение своих взглядов на мир, своих предрассудков, своих заблуждений – в качестве нормы для всех, для всего человечества (этот особенно заметно на примере США). Такое положение чрезвычайно опасно, ибо оно маскирует то обстоятельство, что, во-первых, целевая функция еще не построена, и, во-вторых, она должна быть разработана на уровне всего человечества (включая и «отсталые» – с точки зрения индустриальных стран – народы)… Зачем мы обратили внимание на это обстоятельство? Моделирование социальных и экономических объектов должно опираться на объективные закономерности, а не на субъективные взгляды.

Характерно, что при введении понятия «самоорганизация» ученые, занимающиеся естественными науками, часто прибегают к социальным или экономическим аналогиям.

Вот, например, как один из «патриархов» вводит этот термин (описание взято из книги Хакен Г. Синергетика.-М.:Мир,1980.-406с., цитировано со с.226):

«В этой главе мы займемся нашей центральной темой, именно организацией и самоорганизацией. Прежде чем перейти к математическому рассмотрению, обсудим кратко, что мы понимаем под этими двумя словами в обыденной жизни.

А) Организация.

Рассмотрим, например, группу рабочих. Об организации говорят в том случае, если каждый рабочий действует точно определенным образом после получения указания извне, например, от руководителя. Под словом организация понимают также, что регулируемое таким образом поведение приводит к объединенным действиям с целью производства определенного продукта.

Б) Самоорганизация.

Тот же самый процесс называется самоорганизацией, если внешнее упорядочивающее воздействие отсутствует, а рабочие трудятся коллективно благодаря взаимопониманию, устанавливающемуся между ними самими, причем в производстве продукта каждый рабочий выполняет свою функцию.»

Можно дать определение процессу самоорганизации, используя введенную нами ранее терминологию когерентных, или упорядоченных структур. А именно:

Процесс образования когерентных структур (упорядоченных образований) называется процессом самоорганизации. В таком определении подчеркнуто, что а) процессы самоорганизации развиваются только на фоне наличия некоторых потоков (энергии и/или вещества – в системах природных, финансов и информации (кроме энергии и/или вещества) – в системах социальных и экономический), и б) они приводят к появлению структуры в ранее «бесструктурной» среде.

Сравнивая с приведенным выше определением Г. Хакена, видим, что, в основных чертах, мы описали то же самое. Однако наше определение является более «конструктивным» и позволяет четко разделить явления организации и явления само-организации. В частности, образование систем по механизму организации также чрезвычайно широко распространено в социальной и экономической жизни. Более того: за время исторического развития именно примерами организации и обогатилась история и научная практика: государственные механизмы, колонии, диктатуры, фирмы (как большие, так и маленькие, партии,…). Примеры же само-организации часто относили к явлениям «стихийным», «неуправляемым» (естественно, с точки зрения «пострадавшей» стороны!). например, Александр Македонский, нашествие татаро-монголов, Писарро и Кортес, феномены Гитлера или Сталина, - все они так и оставались до конца непонятыми в рамках парадигмы «организации».

И только сегодня, когда механизмы само-организациипрочно вошли в социальную и экономическую жизнь, - но, скорее всего, пока что не более чем дань моде на математическое моделирование – только сегодня понятие само-организации прокладывает себе путь в социально-экономическое моделирование. Хотя, как мы видели, ученые-«естественники» для определения своих понятий широко пользуются именно социальными аналогиями, и не примерами из физики, химии или других «своих», естественных наук!