Философия эволюции. Гипотеза универсальной модели

Система

Основой в изложении темы данной работы является системный подход. В этом случае неким элементом картины мира на любом уровне ее рассмотрения является система со всеми присущими ей свойствами, проявлениями и аспектами. В качестве примера элементарной системы можно рассмотреть диполь. Помимо этого, диполь представляет собой и элементарный пример проявления дуализма. Диполь состоит из двух отличных частей диполя, объединенных в единую систему диполя посредством действия связей.

Любую систему любого уровня сложности можно представить в виде математического графа. То есть любую систему, как некое проявление дуальной природы, образуют два вида проявлений природы системы. Это некое множество элементов системы, посредством которых проявляется предметная (объективная) сущность системы, и некое множество связей, посредством которых проявляется функциональная сущность системы. Никакое множество элементов без проявления системных связей не в состоянии образовывать множество, обладающее качествами системы. Таким образом, именно связи служат формированию систем.

Связи служат объединению отдельных элементов системы (узлов, в сетевом представлении) в единое целое и определяют функционал системы, то есть ее реакцию на различные внешние воздействия. Любое внешнее воздействие необходимо также рассматривать как некие связи, так как любая система является, в свою очередь, составной частью системы более высокого структурного уровня. Любая система является включенной в окружающую среду, которая может рассматриваться как надсистема, или система более высокого уровня. Такую вложенность структур (систем) различного уровня можно рассматривать как проявление фрактальности структуры систем.

Понятие «система» можно трактовать как некую совокупность элементов (составных частей системы), объединение которых придает системе качества (свойства), проявляющиеся только на уровне системы и не являющиеся простым соединением качеств элементов, составляющих систему. Результатом такого взаимодействия частей является проявление эффекта синергии. То есть, объединяя некие элементы системы посредством связей в единое целое, мы получаем нечто новое, обладающее качествами, которые не следуют из качеств составных частей. Такое проявление качеств систем трактуется как свойство неаддитивности. Любая система характеризуется уровнем консолидации (объединения) элементов, составляющих эту самую систему. Уровень консолидации элементов системы определяется некой количественной характеристикой системы, а именно ее энтропией.

Важным атрибутом любой системы является наличие явных или неявных границ системы. В аспекте взаимодействия системы с окружающей ее средой систему, отделенную от окружающей среды посредством некой границы, необходимо рассматривать как единое целое. Таким образом, важным признаком системы является наличие границы системы. Составные части системы благодаря наличию общей границы (оболочки) находятся во взаимном отношении с другими составными частями системы не как простое множество, а как обладающее внутренними связями структурированное множество.

Допустив возможность формирования некой сущности, которая проявляется как система, путем проявления внутренних взаимосвязей в системе, мы также допускаем, что при изменении внешних условий воздействия могут возникать процессы изменения состояния системы. Это связано с проявлением равновесия во взаимодействии системы со своей внешней средой. В результате изменения условий системной среды возникает процесс изменения характеристик и структуры систем. Таким образом, состояние любой системы подвержено определенной динамике, которая связана с необходимостью поддержания баланса как внутри системы, так и баланса отношений системы с окружающей средой.

В природе существует два возможных пути (характера проявления) эволюции систем – интенсивный и экстенсивный. При интенсивном характере проявления эволюции происходит усложнение структуры систем. При экстенсивном характере проявления эволюции происходит как количественный рост числа систем, как и рост количественных параметров систем. В случае количественного роста родственных систем в некой окружающей среде такое множество родственных систем необходимо рассматривать в качестве распределенной нематериальной системы, так как взаимодействие таких систем также производит некий (неявный) синергетический эффект взаимодействия. В любом случае процесс формирования систем опосредован необходимостью минимизации энтропии систем, что связано с необходимостью роста ресурсной эффективности систем.

Все процессы роста сложности систем, взаимодействия систем, ассоциирования (объединения) систем связаны с необходимостью более эффективного использования имеющихся ресурсов, так как в таком случае система может функционировать с минимальной вероятностью возникновения критических условий своего существования. Всем известна поговорка «Где тонко, там и рвется». Соответственно, ничего магического нет в том, что длительность жизненного цикла системы связана с уровнем ее организации и эффективности. Чем выше уровень организации системы, тем выше вероятность, что система не распадется под воздействием внешних условий.

Уровень энтропии системы определяет ее эффективность. Достаточно наглядно фактор энтропии можно представить на примере простой рыболовной сети. Важной характеристикой любой сети, аналогом которой является математический граф, является уровень связности сети, что представляет собой величину, обратную значению энтропии. Для того чтобы уменьшить связность нашей рыболовной сети, возьмем ножницы и разрежем часть связей, объединяющих отдельные узлы сети в некую связную структуру сети. Чем больше связей между узелками мы разрежем, тем ниже связность сети в итоге мы будем иметь. В итоге мы получим некие изменения в качествах сети. Срок эксплуатации рыболовной сети с низким уровнем связности будет заметно ниже вследствие того, что оставшиеся связи сети будут испытывать повышенную силовую нагрузку в процессе эксплуатации сети. Ее эффективность (КПД) будет ниже за счет потери части улова из-за возросших размеров отдельных ячеек сети. Под величиной энтропии сети необходимо понимать количество незадействованных (изъятых) связей сети, которые снижают эффективность ее функционирования как сети. Такие виртуальные связи, которые не участвуют в формировании структуры сети, можно трактовать как степени свободы ячеек сети. Чем меньше степеней свободы в структуре системы, тем ниже энтропия системы.

Чем меньше в системе существует незадействованных потенциальных связей, которые не участвуют в формировании структуры системы, тем более связной (в любом аспекте) будет совокупность элементов, составляющих систему, и тем более эффективной будет структура системы. Чем выше энтропия системы, тем выше затраты ресурсов на процессы, протекающие в системе. В теплофизике это трактуется как КПД тепловой машины. Чем больше в системе степеней свободы, тем выше совокупная энтропия системы. И касается это любой системы – и материальной, и нематериальной (например, организации или проекта), в последнем случае речь идет об информационном характере проявления феномена энтропии.

Уменьшение энтропии системы является потенциальным преимуществом в конкуренции систем, но результат такой конкуренции определяется на основе распределения ресурсов в конкурентной среде. То есть важным, хотя и случайным, фактором является реальная локализация системы в поле распределения ресурсов. Таким образом, жизненный цикл любой системы определяется и случайными факторами тоже. Поэтому процессы эволюции не могут быть зависимы лишь от фактора энтропии. Минимум энтропии системы дает ей потенциальные преимущества. Но определяющим фактором в эволюции систем является соответствие постоянно меняющимся условиям окружающей среды, что приводит к необходимости адаптации систем. Системы, которые лучше отвечают требованиям адаптации, имеют преимущества перед другими системами.

Энтропия является интегральной количественной характеристикой качества системы как системы. Энтропия является универсальной характеристикой системы, является ли система физической (материальной) или нефизической (информационной, нематериальной). Хотя в разных случаях энтропия как термин имеет отличающиеся трактовки, в целом под энтропией понимается мера беспорядка (бессвязности). Чем более цельной и «монолитной» будет система, тем выше ее уровень организации, тем менее значительными будут затраты ресурсов в процессе ее существования и развития.

Признавая важность такого проявления организации и материального и нематериального проявлений природы, как система, следует признать и необходимость использования системного подхода в решении любых практических задач. Систему можно представить как собранный пазл, в отличие от которого разобранный пазл представляет собой лишь несвязное множество. Выяснение вопроса, в чем проявляется системность, необходимо производить на конкретных примерах. В бизнесе, например, при прочих равных условиях преимуществом обладают более масштабные предприятия (минимизация энтропии за счет масштабирования объемов) или вертикально интегрированные структуры (минимизация энтропии в логистическом плане). В случае более масштабной организации эффективность системы может расти и за счет экономии ресурсов и повышения эффективности во взаимодействии с внешним окружением.

В планировании и управлении проектами и процессами системный подход позволяет экономить ресурсы, необходимые для поддержания всего жизненного цикла любого проекта (предприятия). Системный подход заключается в оптимизации структуры систем и рационализации процессов функционирования систем посредством проведения унификации и стандартизации.

Унификация есть способ уменьшения элементного многообразия в структурном составе систем. Стандартизация есть способ уменьшения элементного многообразия относительно функционала системы, который формируется посредством взаимосвязей в системе. В любом случае и стандартизация, и унификация может трактоваться как способы уменьшения энтропии системы. В качестве синонима унификации можно рассматривать снижение вариативности состава систем вследствие повторного использования определенных элементов систем. А в качестве синонима стандартизации можно рассматривать снижение вариативности (типовых взаимосвязей) во взаимосвязях элементов структуры системы.

Важным отличием систем является то, что для любой системы существует как внутрисистемный, так и внесистемный обмен материей (массообмен), энергией (энергообмен) и информацией (информационный обмен). Любой такой обмен выполняет роль взаимосвязей (связей) как внутри системы, так и вне ее. Все системы, которые мы можем наблюдать в окружающем мире, состоят из систем низшего уровня и одновременно входят в состав систем более высокого уровня, за исключением элементарного диполя, в который не входит ни одна система, и всей вселенной как суперсистемы, которая не входит ни в какую другую систему. В этом проявляется единый генезис материи вселенной. Если в системе невозможно выявить никакой внутренний и внешний обмен (то есть связи), то система не может быть формально определена как система.

Информация

При рассмотрении понятия «система» мы уже определились с тем, что в результате проявления эффекта синергии происходит связанное с этим эффектом уменьшение энтропии системы. При объединении исходных элементов в систему в ней возникают (проявляются) некоторые свойства, присущие ей как системе и напрямую не следующие из свойств, составляющих систему компонентов. Что-то похожее происходит при образовании ядер из нуклонов: появляется новая структура – ядро, свойства которого проистекают из синергии составных частей ядра. В итоге и, как следствие, возникает дефект массы ядра (недостача массы), фиксируемый сторонним наблюдателем как уменьшение совокупной массы ядра как системы. Формально можно говорить, что дефект массы определяется детектором массы, а наблюдатель лишь фиксирует это как факт (то есть как информацию), что отражается в появлении в системе ядро-детектор-наблюдатель некоторой, связанной с этим взаимодействием, информации.

Рассмотрим проявление феномена информации на примере формирования некоего изображения. Если взять набор камешков и сложить из него какую-то картинку (мозаику), то такая картинка будет являться носителем информации. Сами по себе камешки не имеют никакого отношения к информации, каковой обладает сама картинка в целом как некая система. С другой стороны, информация появляется в системе картинка-наблюдатель, а не в наборе камней. В любом другом случае набор камней, несущий информацию в виде некой картинки, никаким образом не будет отличаться от случайного набора камней.

Известно, что понятием (феноменом) информации интересовались еще античные философы. В некотором смысле под информацией можно понимать нечто, связанное с формой, содержащееся в ней, но самой по себе формой не являющееся. Таким образом, для проявления феномена информации необходимо существование некой стороны, которая обладает способностями качественно оценивать проявления этой формы, то есть обладать возможностями ее интерпретации, что основано на возможностях абстрагирования и анализа, что и является основой для проявления феномена информации. Вследствие этого объем информации и ее качество зависят от свойств декодера (интерпретатора) информации. В качестве иллюстрации такого положения можно привести цитату от Оскара Уайльда: «Красота в глазах смотрящего».

В нашем случае можно говорить о том, что информация в «глазах» смотрящего.

Исходя из такой трактовки понятия информации, следует, что информация проявляется в системе, включающей объект, наблюдателя и (при необходимости) инструмент наблюдения. То есть информация, в философском смысле, есть некое непроявленное содержимое системы, которое для своего проявления требует владения методом анализа, то есть владения возможностями проявления информации. Поэтому объем проявляемой информации зависит от глубины и качества нематериального (информационного) взаимодействия внутри «системы» объект-субъект, поскольку ни один инструмент не производит извлечение информации в смысловом (философском) значении, то есть в форме, отличной от существования информации в форме физического носителя (биты и байты). В этом утверждении определенным образом содержится ответ на вопрос, каков смысл существования человека во Вселенной, и с какой целью эволюция материи породила человека и почему человек верит в Бога, но при этом не может определиться с тем, что есть Бог.

Руку к формированию понятия информации приложили и древние алхимики, пытаясь постичь природу вещей. Попробуем разобраться, почему. Начнем с этимологии слова «формация». Оно связано с материальной (наблюдаемой) частью, в данном случае с формой. То есть форма – это материальная (видимая, воспринимаемая) составная часть системы (что есть форма и ее содержимое). А вот информация – это то, что заключено в форме (ее содержимое). Это ее читаемая, но скрытая для непосвященного, то есть эзотерическая ее часть. Это есть нематериальная или, по-другому, идеальная часть. Таким образом, информация, содержащаяся в системе (то есть в форме), доступна только тому, кто ее может прочитать и понять, то есть в каком-то определенном (информационном) смысле может взаимодействовать с системой.

Если вспомнить споры древних о том, что же было вначале, слово или дело, то становится ясным, что в контексте понимании информации «слово и дело» неразрывны. Информация не существует отдельно от формации и является скрытой вплоть до ее, информации, проявления и обработки.

Информация есть составная часть системы, а именно ее надстроечная (идеальная) часть, которая является нематериальной, но напрямую связана с материальной частью системы. Вследствие этого необходимо отличать физические каналы передачи информации от непосредственно самой информации в ее смысловом выражении. Ни одна машина смыслом не владеет, так как является инструментом субъекта, то есть человека, или его приставкой и дополнением. Чтобы машина могла считаться субъектом, необходимо выстроить машинную цивилизацию, которая будет соответствовать целям эволюции материи вселенной. Таковой «машиной» в локальности планеты Земля сегодня является человек. Нет смысла создавать из машины подобия человека, так как он уже существует, а природа жутко рациональна в своих действиях.

В нашем материальном мире информация не существует сама по себе. Поэтому, как правило, всегда речь идет об энергоинформационном обмене (взаимодействии), так как принципиально должен существовать материальный носитель информации. Даже когда некий субъект мыслит что-то у себя в голове, этот процесс напрямую связан с энергетическим взаимодействием внутри мыслящей системы. Известно, что мозг человека один из самых главных потребителей рафинированной энергии в организме человека.

Информация в некотором смысле носит эзотерический характер, то есть смысловой объем информации не коррелирует с физическим объемом информации, измеряемым в битах и байтах. Вследствие этого физический трафик при обмене информацией не соответствует своему смысловому «трафику» – реальному смысловому содержанию. В качестве иллюстрации этого положения мы можем констатировать, что, несмотря на огромный рост производительности процессоров и неудержимый рост трафика физической информации, в реальности это не приводит к пропорциональному качественному росту возможностей в решении различных задач.

Практика показывает, что практический функционал программно-аппаратного комплекса растет медленнее, чем физический трафик в физической информационной системе. Неэффективность в написании программ приводит к появлению в тексте программ множества лишних звеньев, что приводит к энергетической неэффективности программно-аппаратных комплексов. Это связано с тем, что информация имеет дуальную природу. Необходимо отличать физическое представление информации, объем которой можно измерять в битах и байтах, и нефизическое представление информации, объем которой зависит от смыслового значения информации, то есть от компетентности и подготовки операторов информации и программистов.

Мы уже определили, что для проявления феномена информации необходимо наличие трех звеньев: передатчика, приемника и субъекта (или интерпретатора информации). В случае отсутствия субъекта, то есть в случае простого физического взаимодействия материальных объектов, информация тоже существует, но лишь в своем непроявленном, физическом виде. В этом смысле процессы взаимодействия на всех уровнях проявленности материи можно трактовать как процессы энергоинформационного взаимодействия. Процесс эволюции материи вселенной является не чем иным, как возрастанием уровня сложности систем. Таким образом, необходимо отличать жизненный цикл материи вселенной от эволюции материи вселенной, что есть процесс роста сложности систем, который не связан с простым функционированием и взаимодействием систем. Далее мы будем рассматривать условия, при которых проявляется рост сложности систем.

В процессе роста сложности систем возникают системы, обладающие возможностями обработки информации, то есть обладают развитыми уровнями сознания. Примером существа, обладающего развитым сознанием, является человек. Необходимо понимать, что человек является как этапом эволюции материи Вселенной, так и инструментом, который обеспечивает Вселенной возможность собственного осознания посредством информационного взаимодействия с сознанием человека. Такой смысл эволюции материи вселенной является созвучным концепциям восточной философии, которые трактуют причину эволюции как мотив роста сознания вселенной.

Импринтинг

По существу, импринтинг можно определить как некий способ материальной фиксации (записи) информации. В биологии импринтинг принято рассматривать как некий прием, используемый природой для формирования биологических систем. Импринт, по сути, является отпечатком, а процесс импринтинга является процессом формирования этого отпечатка. Импринтинг можно рассматривать как универсальный способ формирования отпечатка любой природы, в том числе и информационной. То есть импринтинг может быть как материальным, так и нематериальным.

Процесс импринтинга можно представить как некое информационное взаимодействие (воздействие). При таком взаимодействии происходит передача (копирование) определенной информации с одного уровня системы на другой уровень системы, или от одной системы к другой системе, путем ее фиксирования (импринтинга) определенным образом. Обычно термин «импринтинг» используется в смысле некоего действия, при котором производится некое копирование посредством создания информационного «отпечатка».

Необходимо отметить, что явление импринтинга было замечено еще первобытным человеком. Примером проявления импринтинга могут быть черта на песке, след от движения мела или древесного уголька по поверхности камня и так далее. Те же следы, оставляемые различными живыми существами на некой поверхности, являются примером импринтинга. Исполнение импринтинга может быть разнообразным, но суть при этом остается неизменной – это некое действие по передаче и фиксации информации посредством материального носителя такой информации. Действие импринтинга связано с процессом копирования – проецирования информации с одного физического носителя на другой с последующим ее закреплением на этом физическом носителе, вследствие чего сам процесс импринтинга необходимо рассматривать как материальный процесс передачи или получения определенной информации.

В отношении биологической природы проявления импринтинга речь может идти об информационном взаимодействии, которое является процессом (актом) передачи информации с одного материального носителя на другой. Такую передачу биологической информации можно наблюдать на примере репликации ДНК. Но для более сложных систем процесс импринтинга подразумевает более сложный многоуровневый процесс воздействия с целью формирования более сложных информационных «отпечатков». Относительно высокоразвитых живых существ можно говорить, что процесс импринтинга проявляется уже как процесс накопления опыта развитым живым существом. В таком случае необходимо рассматривать импринтинг уже как процесс передачи небиологической информации. Сложность проявления импринтинга оказывается связанной со сложностью структуры системы, в которой процесс импринтинга происходит. В нашем изложении применение термина «импринтинг» не будет ограничиваться общепринятыми рамками, связанными с биологическим импринтингом.

В зависимости от сложности системы, в которой имеет место взаимодействие посредством информационного импринтинга, сам импринтинг по своему содержанию может значительно отличаться. Но принципиальным остается то, что операция импринтинга проявляется как некая запись в память определенной физической природы с целью формирования содержимого этой памяти. При таком взаимодействии информационная природа создаваемой записи зависит от физической природы носителя. Принципиальным моментом является не природа носителя, а смысл производимой операции. Такая операция служит целям «программирования» системы и управления сложной биологической системой посредством действия импринтинга. В процессе дальнейшего изложения мы будем часто использовать термин «импринтинг», внутреннее содержание и смысл которого будет зависеть от контекста изложения.