Страницы: -
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
ой, энергией и информацией
(ОНГ). Причиной обмена является неравно-весное состояние систем, как во
взаимодействии между эле-ментами, так и между системами. Исходной причи-
ной нерав-новесия являются существующие в универсуме мощные пото-ки вы-
сококачественной (направленной) энергии и ОНГ. Ог-ромными запасами энер-
гии и ОНГ обладает гравитационное поле, а также объединенное суперполе.
Поскольку иерархии систем переплетаются между собой, то и внутрисистем-
ные массо-, энерго- или инфообмены могут влиять на процессы в других ие-
рархиях систем.
Если бы в системах наблюдались полный беспорядок, хаос, разнообразие,
то их со своими характерными свойства-ми не было бы. В реальном мире
каждая система обладает структурой и упорядоченностью, которые измеряют-
ся коли-чеством ОНГ. Каждая система в мире обладает ОЭ и ОНГ (гл. 4).
ОНГ как связанная информация нейтрализует часть ОЭ и да„т системе упоря-
доченность.
Системы взаимодействуют между собой пут„м передачи массы, энергии, ОЭ
и ОНГ. В процессе обмена как масса и энергия, так и ОНГ могут концентри-
роваться или рассеи-ваться. В процессе инфообмена информацией считается
толь-ко такая связь между системами, в результате которой повы-шается
количество ОНГ хотя бы одной системы. В остальных случаях мы имеем дело
с рассеянием информации, массы или энергии, или просто шумом.
Из-за ограниченности ресурсов происходит борьба, кон-куренция между
системами за овладение ими. Та система, ко-торая притягивает от других
больше материальных, энергети-ческих и информационных ресурсов и более
эффективно их использует, та обладает более широкими возможностями для
существования и развития. В результате этого происходит местная локали-
зация ресурсов и ОНГ. Такой же отбор по эффективности происходит также
между мысленными моде-лями реального мира в индивидуальном и обществен-
ном сознании.
СТОХАСТИЧНОСТЬ И НЕЛИНЕЙНОСТЬ СИСТЕМ
Абсолютно все системы в универсуме находятся в состоянии изменений и
превращений. Скорость изменений варьируется в очень широких пределах от
доли секунды до 1030 и более лет. Даже такие системы, которые кажутся
при нашей жизни неизменчивыми, в космическом масштабе из-меняются. Нап-
ример, солнечная система, атомы и их ядра. Распадается даже протон, ко-
торого до сих пор считали абсолютно прочным (время жизни 1031 -1033
лет). Причиной изменений являются потоки необъятных ресурсов массы,
энергии и ОНГ в космосе, которые переведут системы в не-равновесное сос-
тояние.
Любое превращение систем на микроуровне имеет слу-чайный, стохасти-
ческий, вероятностный характер. На макро-уровне вероятностный характер
процессов может быть скрыт средними значениями общих показателей. Однако
временное постоянство структур не может преодолеть общую неопре-
де-л„нность и вероятностный характер всех систем. Случайные, вероятност-
ные отклонения наблюдаются уже в объедин„нном суперполе в абсолютном ва-
кууме. Возникновение виртуаль-ных частиц (электронов, фотонов и др.) "из
ничего" связано случайными флуктуациями. Невозможно описать точную
ор-биту электрона вокруг ядра атома. Можно описать только вероятностное
облако возможных орбит электрона в атоме. Точное определение количества
движения или места располо-жения частиц ограничивается в микромире соот-
ношением неопредел„нности.
Неопредел„нность в универсуме и в системах существует не только из-за
наших незнаний, недостаточности информа-ции, а из-за фундаментальных
свойств вещества, энергии и ОНГ. Пространство состояния и изменения сис-
тем в много-мерном пространстве описываются нелинейными уравнени-ями,
содержащие квадратные, кубические или многостепен-ные члены. Системы
этих уравнений имеют несколько или много решений. Во многих местах мно-
гомерного пространства имеются точки, где незначительное изменение одно-
го фактора может вызвать движение системы в нескольких альтернатив-ных
направлениях. Прич„м выбор направления является со-вершенно случайным,
равновероятным. Непредсказуем конк-ретный путь развития, как причинное
следствие детерми-нированных законов. Мир случайный уже с самого начала.
Уч„ные считают, что даже через доли секунд после "большого взрыва" воп-
рос выбора при возникновении между миром или антимиром решался случайно.
Если были бы ничтожно мало изменены величины универсальных констант уни-
версума, то развитие его произошло бы в совсем другом направлении.
Обобщ„нным показателем упорядоченности в стохастических и нелинейных
процессах является ОНГ систем.
СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ СИСТЕМ
Любая сложная система обладает иерархической струк-турой. Они содер-
жат подсистемы, которые флуктуируют, в то же время сохраняя свою устой-
чивость, динамичность, пре-емственность и характерные свойства.
Система может быть охарактеризована, по мере повы-шения сложности,
следующими показателями: параметрами состояния, упорядоченности, струк-
туры, организованности, управляемости. Сущность двух последних показате-
лей расс-матривается в главах 11 и 13. Состоянием системы назы-вается
точка или область расположения его в многомерном пространстве состояния.
На сложные системы оказывает вли-яние огромное количество факторов (не-
зависимых перемен-ных) и математическая обработка их действия связана с
большими трудностями. В качестве меры упорядоченности системы R обычно
определяют степень отклонения е„ состоя-ния от термодинамического равно-
весия, т.н. введенную Шен-ноном величину "избыточности".
R = 1 ? ОЭф , где: ОЭф - фактическая ОЭ системы ОЭм ОЭм - максимально
возможная ОЭ
R = 0, если система находится в состоянии полного беспорядка (ОЭф =
ОЭм)
R = 1, для идеально упорядоченной системы, ОЭф = 0
Наиболее существенной характеристикой систем явля-ется их структура,
что определяет количество составляющих их элементов и их взаимоотноше-
ние. Дефиниций структур много, но привед„м здесь некоторые:
1. Структура, это вид взаимосвязи элементов в системе, зависящий от
закономерностей, по которым элементы находятся во взаимных влияниях.
2. Cтруктура, это упорядоченность (композиция) эле-ментов, сохраняю-
щаяся (инвариантная) относительно определ„нных изменений (преобразова-
ний).
3. Структура, это относительно устойчивый, упоря-доченный способ свя-
зи элементов, придающий их взаимодействию в рамках внутренной расч-
лен„н-ности объектов целостный характер [ 14 ].
Во всех формулировках для структуры прямо или косвенно подтверждается
необходимость введения третьего компонента как дополнительной характе-
ристики системы, кроме элементов и их взаимоотношений. Компонент на-
зы-вается по разному, но существо его выражается в общесис-темных
свойствах, целевых критериях и общих закономер-ностях.
В общем, для обеспечения упорядоченности должны су-ществовать ка-
кие-то общие принципы, критерии, сущест-венные свойства. Как объясняется
в дальнейшем, эти общие принципы носят общее название обобщ„нной негэнт-
ропии или связанной информации (ОНГ).
НЕРАВНОВЕСНОСТЬ СИСТЕМ
В абсолютно равновесных системах энтропия достигает максимально воз-
можную величину при данном количестве элементов. Элементы при ЭО макс.
действуют неограниченно "свободно", независимо от влияния других элемен-
тов. В сис-теме отсутствует какая-либо упорядоченность.
Очевидно, абсолютного хаоса в системах не существует. Все существую-
щие реально системы имеют в структуре менее или более заметный порядок и
соответствующую ОНГ. Чем больше система имеет в структуре упоря-
доч„нность, тем боль-ше она удаляется от равновесного состояния. С дру-
гой сторо-ны неравновесные системы стремятся двигаться в сторону термо-
динамического равновесия, т.е. увеличивать свою ОЭ. Если они не получают
дополнительную энергию или ОНГ, они не могут в длительное время сохра-
нять сво„ неравно-весное состояние. Но равновесие может быть и дина-
ми-ческим, где процессы протекают в равном объ„ме в противо-положные
стороны. Внешне сохраняется равновесие, т.е. устойчивость системы. Если
скорость таких процессов мало изменяется, то такие режимы являются ста-
ционарными, т.е. относительно стабильными во времени. Скорость процессов
может изменятся в очень широких пределах. Если скорость процессов очень
маленькая, то система может находится в состоянии локального квазиравно-
весия, т.е. кажущегося рав-новесия. Неравновесность систем играет су-
щественную роль в их инфообмене. Чем больше неравновесность, тем больше
их чувствительность и способность принимать информацию и тем больше воз-
можности саморазвития системы.
ЦЕЛОСТНОСТЬ СИСТЕМ
Целостность систем вытекает из одного их признака - упорядоченности.
Однако, их цели или целесообразность можно определить только получая ин-
формацию о выше-стоящей системе. В то же время целостность и целенап-
рав-ленное действие системы или е„ элементов может иметь раз-ные степени
упорядоченности. Например, в сложных систе-мах и в организациях может
быть центральное управление вместе с относительной самостоятельностью
индивидов [ 15 ]. Целостность систем вытекает из общих свойств
объедин„н-ного суперполя в универсуме (гл. 14). К таким свойствам счита-
ют гармонию и когерентность, общие свойства квантовой природы явлений
(т.н. квантовый холизм) и вероятностная природа флуктуации и процессов
развития.
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ПОЛЯ И ВОЛНЫ
КАК СИСТЕМЫ
В универсуме существуют различного рода поля, кото-рые могут быть "в
состоянии покоя" или находиться в воз-бужд„нном состоянии (образования
волн, виртуальных час-тиц и др.) Известно много типов полей:
гравитационное поле;
электромагнитное поле (свет, радиоволны и др.);
поля малого и большого взаимодействия;
квантомеханические поля (позитронное поле).
Все поля соединяются в сверхмалом пространстве (ниже длины шкалы
Планка, 10-35 м) в объедин„нное суперполе, из возбуждения которого могут
возникать элементы вещества, энергии и ОНГ. Недостаточно доказано
как-будто существо-вание вокруг живых существ ещ„ особого рода полей:
фан-томного, астрального, ментального и торсионного (спинового) поля.
Высказано предположение ещ„ о наличии информа-ционного поля. Связанная
форма информации - ОНГ содер-жится в каждой системе вместе с массой и
энергией. Однако е„ определение, также как и выяснение процессов е„
прев-ращения и переходов часто представляет большие трудности.
По вопросу упорядоченности, энтропии поля высказаны различные мнения.
С одной стороны утверждается, что поля обладают бесконечной энтропией,
разнообразием, беспоряд-ком. С другой стороны считалось, что
объедин„нное супер-поле имеет нулевую энтропию, что оно обладает абсо-
лютной упорядоченностью, бесконечным ОНГ, энергией. В действи-тельности,
как и все системы, любое поле имеет как ОЭ, так и ОНГ. Чем больше поле
локально возбуждается, вибри-руется с образованием волн и материальных
частиц, тем боль-ше оно содержит ОНГ. Конечно, в поле значительно труд-
нее определить характерных для системы признаков: элементов, их взаимо-
отношение и целостность. Однако, и здесь признаки системной дифференциа-
ции элементов в любом случае су-ществуют. В качестве первичных элементов
поля как системы выделяются кванты. Выяснено, что квантовое дискретное
строение имеют не только электромагнитные, но и гравитаци-онные волны и
даже пространство и время. Система может быть комбинирована из различных
полей, с квантами раз-личного энергосодержания и разной степенью их ко-
герент-ности. Исследование квантовой структуры полей да„т воз-можность
выяснить содержание в них связанной информа-ции - ОНГ.
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД И СИСТЕМНЫЙ
АНАЛИЗ
Поскольку вес универсум состоит из систем, притом в виде различных
комплексов, иерархических уровней и совме-щений, то представляют огром-
ную важность методы их иссле-дования и преобразования. Этими вопросами
уже давно зани-маются такие дисциплины, как исследование систем, сис-
тем-ный анализ и др. Однако, эти методы не нашли ещ„ доста-точно широко-
го и всестороннего применения. Причиной явля-ются сложности исследования
процессов хранения и передачи информации в системах, а также отсутствие
методических ос-нов. С этими связано неполное описание систем и их прев-
ра-щений. Соединение методов системного анализа с другими науками, тео-
рией информации, векторным анализом в много-мерном пронстранстве состоя-
ния и синергетикой открывает в этой области новые возможности. При исс-
ледовании любого объекта или явления необходим системный подход, что
включает следующие основные этапы работы:
1. Выделение объекта исследования от общей массы явлений. Очертание
контур, пределов системы, его основных частей, элементов, связи с окру-
жающей средой. Установление цели исследования: выяснение структуры или
функции сис-темы, изменение и преобразование е„ деятельности или наличие
длительного механизма управления и функциониро-вания. Система не обяза-
тельно является материальным объек-том. Она может быть и воображаемым в
мозгу сочетанием всех возможных структур для достижения определ„нной це-
ли.
2. Выяснение основных критериев для обеспечения це-лесообразного или
целенаправленного действия системы, а также основные ограничения и усло-
вия существования.
3. Определение альтернативных вариантов при выборе структур или эле-
ментов для достижения заданной цели. При этом необходимо учесть все фак-
торы, влияющие на систему и все возможные варианты решения проблемы.
4. Составление модели функционирования системы, учитывая всех сущест-
венных факторов. Существенность фак-торов определяется по их влиянию на
определяющие кри-терии цели.
5. Оптимизация режима существования или работы сис-темы. Градация ре-
шений по их оптимальному эффекту, по функционированию (достижению цели).
6. Проектирование оптимальных структур и функцио-нальных действий
системы. Определение оптимальной схемы их регулирования или управления.
7. Контроль за работой системы в эксплуатации, опреде-ление е„
над„жности и работоспособности. Установление над„жной обратной связи по
результатам функционирования.
Все эти операции обычно проводят повторно в виде нескольких циклов,
постепенно приближаясь к оптимальным решениям. После каждого цикла уточ-
няют критериев и дру-гих параметров модели. До настоящего времени методы
системного анализа позволяли делать качественные, часто не совсем конк-
ретные выводы [ 12, 6, 13 ]. После уточнения методов определения потоков
информации эти методы поз-воляют значительно точнее прогнозировать пове-
дение систем и более эффективно управлять ими. В каждой системе можно
выделить отдельную, более или менее сложную инфосхему. Последняя оказы-
вает особенно заметное влияние на функционирование системы, на эффектив-
ность е„ работы. Только уч„т инфоструктур да„т возможность охватить це-
лост-ность системы и избегать применение недостаточно адекват-ных мате-
матических моделей. Наибольшие ошибки при прин-ятии решений делают из-за
отсутствия уч„та некоторых су-щественных факторов, особенно уч„та влия-
ния инфопотоков.
Выяснение вопроса взаимного влияния систем пред-ставляет сложную за-
дачу, так как они образуют тесно пере-плет„нную сеть в многомерном
пространстве. Например, любая фирма представляет собою сосредоточение
элементов многих других систем и иерархии: отраслевые министерства, тер-
риториальные органы власти, банковские, страховые орга-низации, торговые
и налоговые организации и др. Каждый элемент в системе участвует во мно-
гих системных иерархиях. Поэтому прогноз их деятельности сложен и требу-
ет тщатель-ного информационного обеспечения. Такое же многоиерархи-чес-
кое строение имеют, например, клетки любого живого ор-ганизма.
Системами могут быть и мысленные модели при проек-тировании реальных
систем для оптимизации последних. На-пример, моделью может служить поис-
ковое поле для приня-тия оптимального решения по отбору полимеров. Из-
вестны все полимерные материалы и классификация потребуемых изделий из
них, а также известны критерии качества. Реше-ние заключается в последо-
вательном сужении поискового поля при выяснении оптимального материала
для конк-ретного изделия или оптимального изделия из конкретногo матери-
ала.
2. ЕДИНСТВО МАССЫ, ЭНЕРГИИ И
НЕГЭНТРОПИИ В СИСТЕМЕ
В условиях дифференциации наук и распространения редукционистских те-
орий возникло очень много кажуще изолированных моделей процессов, объек-
тов, законов. В действительности мир един, процессы разного направления
протекают в системах одновременно. Единство обусловлено тем, что общее
начало ? объедин„нное суперполе едино для всех объектов, явлений и сис-
тем. Согласованно и параллель-но развиваются и многие кажуще противопо-
ложные явления. В любой системе одновременно могут протекать следующие
процессы: подвижность (превращения) и инертность (неиз-менчивость), из-
менение координат в многомерном прост-ранстве и стремление сохранять
сво„ состояние, прогрессив-ное и регрессивное развитие, возникновение и
разрушение структур, изменчивость и наследственность, случайные и
де-терминированные процессы, свобода и упорядоченность эле-ментов.
В системах параллельно протекают два противополож-ных процесса: изме-
нение ОЭ и ОНГ. Энтропия в общем яв-ляется показателем неопредел„нности,
беспорядка, разнообра-зия, хаоса, равновесия в системе [ 10 ]. Негэнтро-
пию часто ошибочно дефинируют как энтропию с отрицательным зна-ком. Это
может вызывать большие недоразумения. Негэнт-ропия (ОНГ) действительно
измеряется в тех же единицах как энтропия (например в битах). Направле-
ние е„ действи-тельно противоположное энтропии. Е„ увеличение вызывает
такое же уменьшение энтропии. Однако, эти величины из-меняются в системе
по самостоятельным закономерностям и их абсолютные значения мало зависят
друг от друга. Негэнт-ропия является мерой порядка, упорядоченности,
внутренной структуры, связанной информации. При увеличении обобщ„н-ной
энтропии (ОЭ, гл. 4) увеличиваются размерность системы (количество неза-
висимых переменных, факторов) и их масштабы, а также возможности поиска
более эффек-тивных решений. Одновременно с ростом ОЭ увеличивается и не-
определ„нность системы, вероятность принятия непра-вильного решения, а
также расширяются размеры прост-ранства поиска. Для того, чтобы
уменьшить неопредел„нность системы, необходимо ввести в не„ обобщ„нную
негэнтропию (ОНГ), информацию, упорядоченность.
Таким образом, при прогрессивном развитии в системе увеличивается
больше ОНГ, чем ОЭ. При деструкции больше увеличивается ОЭ. Имеются раз-
ные комбинации одновремен-ного изменения ОЭ и ОНГ. Если система обладает
небольшой ОЭ, то и ОНГ туда ввести можно мало и для е„ развития нет ус-
ловий (ОНГ < ОЭ).
Много споров возникло при исследованиях взаимо-действия вещественных,
энергетических и информационных систем. В практической жизни, экономике
и технике их часто рассматривают раздельно. Действительно, часто целесо-
образ-но исследовать материальные (вещественные) балансы, пото-ки и ре-
сурсы. Отдельно рассматриваются соответствующие энергетические и инфор-
мационные ресурсы. При составлении технических проектов или бизнеспланов
такие раздельные расч„ты дают много данных для оценки эффективности ре-
шений. Однако, сразу бросается в глаза, что в любых сис-темах и органи-
зациях эти категории существуют все вместе. В любой фирме занимаются как
материальными, так и энерге-тическими и информационными ресурсами. Вмес-
то информа-ционных потоков в экономике больше занимаются денежными
средствами. Как мы увидим в дальнейшем, деньги в опреде-л„нном смысле
заменяют информацию. В