1 1 4 П Р И Л О Ж Е Н И Е Б : Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Е О С Н О В Ы Н О В О Й К О Н Ц Е П Ц И И
Принцип сопряженных подсистем
С выделением любой материальной системы автоматически появляется соответствующая среда, в которой существует эта система. Поскольку среда всегда больше системы, то эволюция системы диктуется изменениями среды. Идея эволюции подразумевает два главных и, в известном смысле, альтернативных аспекта: сохранения (С) и изменения (И). Если одно из них отсутствует, то нет эволюции: система либо исчезает, либо стабильна. Отношение изменения и сохранения (И / С) характеризует эволюционную пластичность системы. Отметим, что эти условия альтернативны: чем больше И, тем меньше С и, наоборот, так как они дополняют друг друга до единицы: С + И = 1.
Для лучшей реализации только первого аспекта—сохранения—системе выгоднее быть устойчивой, стабильной, неизменяемой, то есть быть по возможности “дальше” (не в геометрическом смысле, а в информационном) от разрушающих факторов среды (Рис. Б.1). Однако эти же факторы одновременно несут полезную информацию о направлении изменений среды. И если системе необходимо приспособиться к ним, измениться согласно изменениям среды (второй аспект), то она должна быть чувствительной, лабильной и изменчивой, то есть быть по возможности “ближе” (в информационном смысле) к вредным факторам среды. Следовательно, имеет место конфликтная ситуация, когда системе с одной стороны надо быть “подальше” от среды, а с другой—“поближе”.
Среда Проблема
Чтобы измениться (получить полезную информацию) надо быть “ближе”
Чтобы сохраниться (избежать вредной информации) надо быть “дальше”
Возможные решения
Быть на “оптимальном расстоянии”
Разделиться на две сопряженные подсистемы
Рис. Б.1 Взаимоотношение системы со средой
Первое возможное решение: системе целиком быть на некотором оптимальном “расстоянии” от среды, выбирая некий компромиссный оптимум И / C. Второе решение: разделиться на две сопряженные подсистемы, одну убрать “подальше” от среды, а другую выдвинуть “поближе”. Второе решение снимает конфликтные требования к сохранению (С) и изменению (И) системы, и позволяет максимизировать одновременно и то и другое, повышая устойчивость системы в целом. Этот вывод лежит в основе новой концепции.
П Р И Л О Ж Е Н И Е Б : Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Е О С Н О В Ы Н О В О Й К О Н Ц Е П Ц И И 1 1 5
ПРИНЦИП СОПРЯЖЕННЫХ ПОДСИСТЕМ
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ, ЭВОЛЮЦИОНИРУЮЩИХ В ИЗМЕНЧИВОЙ СРЕДЕ, НА ДВЕ СОПРЯЖЕННЫЕ ПОДСИСТЕМЫ С КОНСЕРВАТИВНОЙ И ОПЕРАТИВНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИЕЙ, ПОВЫШАЕТ ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ.
Выделение внутренних и внешних подсистем необходимо понимать не в геометрическом (морфологическом) смысле, а в информационном, то есть потоки информации от среды о происшедших изменениях в ней попадают сначала во внешние подсистемы (“оперативную память”), а потом уже во внутренние (“постоянная память” системы).
В таком общем виде концепция справедлива для эволюционирующих, адаптивных систем независимо от их конкретной природы—биологических, технических, игровых или социальных. Можно ожидать, что среди эволюционирующих, адаптивных систем, структуры, состоящие из двух сопряженных подсистем, должны встречаться довольно часто. Во всех случаях когда система вынуждена следить за “поведением противника” (среды) и в соответствии с этим строить свое “поведение”, дифференциация, разделение служб на консервативную и оперативную повышает устойчивость. Армия выделяет разведывательные отряды и посылает их в разные стороны навстречу противнику. Корабль имеет киль (консервативная служба) и отдельно руль (оперативная), самолет—постоянные плоскости и элероны; ракета—стабилизаторы и рули.
Общие черты бинарно-сопряженных дифференциаций
До появления сопряженных подсистем главный управляющий эволюцией поток информации шел непосредственно от среды к системе: E → S. После появления оперативных подсистем они первыми получают информацию от среды: среда → оперативная → консервативная подсистемы, E → o → k. Поэтому новая подсистема всегда является оперативной и
возникает между консервативной подсистемой и средой.
Принципиальная разница между унитарными и бинарно-сопряженными системами в форме их информационного контакта со средой. У первых информация попадает от среды непосредственно к каждому элементу системы, а у вторых она попадает сначала к элементам оперативной подсистемы и от них к элементам консервативной подсистемы.
Дихронизм (асинхрония) и диморфизм (асимметрия) тесно связаны между собой: когда система одинаковых элементов делится на две части, пока они качественно однородны, нет ни диморфизма, ни дихронизма (Рис. Б.2). Но как только одна из них начинает эволюционировать, одновременно возникает и диморфизм и дихронизм. По морфологической оси это две формы, образующие структуру “стабильное ядро” (КП) и “лабильная оболочка” (ОП) (Рис. Б.3). Такая структура защищает консервативную подсистему от альтернативных факторов среды, например от низких и высоких температур.
|
Поток |
|
|
информации |
|
Рис. Б.2 Деление унитарной |
|
|
системы на несопряженные, |
Среда |
|
симметричные подсистемы. |
||
|
1 1 6 П Р И Л О Ж Е Н И Е Б : Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Е О С Н О В Ы Н О В О Й К О Н Ц Е П Ц И И
Все эволюционные новации появляются сначала в оперативной подсистеме, проходят там проверку, после чего (спустя много поколений), отобранные попадают в консервативную подсистему. Эволюция оперативной подсистемы начинается и кончается раньше, чем консервативной. Поэтому по хронологической оси их можно рассматривать как “авангард” и
“арьергард” (Рис. Б.4).
Рис. Б.3
По оси “система-среда” система разделяется на “стабильное ядро” и “лабильную оболочку”
Рис. Б.4
По оси времени оперативную подсистему можно рассматривать как “авангард” по сравнению с консервативной.
Поток информации
Среда
Фронт среды
Консервативная Оперативная
Консервативная Оперативная
Поток информации
Среда
прошлое |
настоящее |
будущее Время |
Такое разделение и специализация подсистем по альтернативным задачам сохранения и изменения обеспечивает оптимальные условия для реализации основного метода эволюции живых систем—в известном смысле метода проб и ошибок. С сосредоточением проб в оперативной памяти там же локализуются и ошибки и находки. Это дает возможность системе
пробовать различные варианты решения эволюционных задач без риска закрепления неудачных решений.
Дифференциация на консервативные и оперативные подсистемы—не абсолютна, а относительна. Могут быть последовательные ряды подсистем: α, β, γ,…..ω, где самое консервативное (фундаментальное) звено— α, а самое оперативное— ω. А внутри ряда, в каждой паре, слева—консервативная, справа—оперативная подсистема (как ряд напряжений металлов в электрохимии).
Чтобы новая экологическая информация попадала в оперативную подсистему, фенотипическая дисперсия её элементов должна быть шире, чем элементов консервативной подсистемы, тогда их приспособленность будет ниже, а коэффициент отбора выше, чем последних. Для этого, у них должна быть ỳже норма реакции. Поскольку сохранение системы часто важнее, чем изменение (так как отсутствие последнего грозит застоем, а первого—исчезновением), то дочерние подсистемы неравнозначны. Консервативная подсистема важнее и ценнее чем оперативная. Она сохраняет за собой некоторые черты и функции материнской, унитарной системы, тогда как оперативная подсистема, приобретает новые. Поэтому для понимания эволюционного смысла бинарных дифференциаций достаточно понять лишь смысл оперативных подсистем.
П Р И Л О Ж Е Н И Е Б : Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Е О С Н О В Ы Н О В О Й К О Н Ц Е П Ц И И 1 1 7
ЧТОБЫ НОВАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПОПАДАЛА В ОПЕРАТИВНУЮ ПОДСИСТЕМУ, ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ДИСПЕРСИЯ
ЕЁ ЭЛЕМЕНТОВ ДОЛЖНА БЫТЬ ШИРЕ, А НОРМА РЕАКЦИИ УЖЕ, ЧЕМ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСЕРВАТИВНОЙ ПОДСИСТЕМЫ.
Для эффективной передачи информации между подсистемами ( ОП КП ), элементы оперативной подсистемы также должны иметь более широкое “сечение канала” связи, чем элементы консервативной.
Асинхронная эволюция подсистем
Эволюцию системы (S) определяет среда (Е), ЕS. Поток информации, идущий от среды, выступает как некий экологический потенциал, заставляющий систему меняться. Рост дисперсии элементов унитарных систем, рано или поздно, автоматически приводит к их дифференциации на консервативную и оперативную подсистемы. Если сравнить экологический потенциал с электрическим, а унитарную систему с лампочкой, то бинарная система это две лампочки, которые могут быть подключены к источнику тока параллельно или последовательно (Рис. Б.5). Это принципиально новая возможность, которой не было у унитарных систем.
Рис. Б.5 Синхронная эволюция унитарных систем (УС) и бинарных несопряженных (БНС)
—аналог параллельной схемы. Асинхронная эволюция бинарных сопряженных дифференциаций (БСД)—аналог последовательной схемы. Фигурные стрелки— направление эволюции, простые—поток электронов и информации (Геодакян, 2005).
Три схемы—модели трех главных способов размножения и асимметрии. Схема одной лампочки—аналог бесполого способа, параллельная—гермафродитного, а последовательная схема—раздельнополого (и асимметричного мозга).