Динамические характеристики систем по Б. Н. Рыжову

морфологическое описание систем, особенно систем психологических, всегда сопряжено с рядом условностей, поскольку все реально существующие системы с момента своего возникновения находятся в состоянии постоянного изменения, непрерывно утрачивая одни свойства и приобретая другие. Описание деятельности системы, видов и уровней ее функционирования составляет предмет функционального описания, важнейшей частью которого является анализ динамических характеристик системы^[1][2].

Следуя избранной системной логике, можно получить основные первичные динамические характеристики системы, перейдя от первичных статических характеристик системы (ее объема — п, и сложности — С) к скорости изменения этих параметров. Таким образом, получим скорость изменения числа элементов системы — Vn и скорость изменения сложности системы — Ус. Аналогично может быть получена вторичная динамическая характеристика системы: скорость изменения энтропии — Vs^[1].

Динамика энтропийных показателей представляет особый интерес. Еще в 1864 г. Р. Клаузиус обнаружил важнейшую закономерность доступной для нашего наблюдения части Вселенной — ее основной закон, или второе начало термодинамики^[2]. Второе начало термодинамики вызвало продолжительную полемику, связанную с адекватностью ее применения к таким объектам космической природы, как Солнечная система, Галактика и т. д. У истоков этой полемики стоял сам Клаузиус, выдвинувший гипотезу о неизбежной тепловой смерти Вселенной вследствие неизменного увеличения ее энтропии. Главный аргумент его противников состоял в том, что Вселенную в принципе нельзя рассматривать как изолированную систему, следовательно, второе начало к ней неприменимо¹.

Один из наиболее интересных аспектов возникшей дискуссии был связан с поведением живых систем, энтропия которых, как казалось, повсеместно убывает. На эту особенность живых систем, их усложнение в процессе жизни^[1][2], указывал еще Г. Гегель, а вслед за ним многие исследователи XIX и XX вв., подвергавшие сомнению применимость второго начала термодинамики для живых систем^[2].

Обнаружилось, казалось бы, очевидное несоответствие между предполагаемой универсальностью второго начала и поведением одной из частных системных форм. Но при ближайшем рассмотрении это несоответствие оказывается мнимым. Оно вызвано тем, что все живые системы имеют сложное многоуровневое строение, обязательно включающее уровни подсистемного и сверхсистемного порядков. При этом любая живая сверхсистема (любой вид живых существ или биосфера в целом) всегда представляет собой элемент более обширной неживой системы, повышение энтропии которой в результате деятельности ее живых элементов, как правило, не вызывает сомнения^[2].

Например, биосфера как самый высший уровень объединения живых существ, составляет часть земной оболочки и представляет собой, таким образом, один из элементов неживой системы нашей планеты. Какую же роль сыграло появление жизни на Земле с позиции стороннего наблюдателя, не имеющего возможности проникать в сущность происходящих на этой планете изменений и оценивающего лишь их самый общий, внешний результат? По всей вероятности, у этого наблюдателя не возникло бы сомнений относительно того, что с появлением самых первых форм жизни скорость возрастания энтропии Земли значительно повысилась. С появлением растений, как принято считать, возникла атмосфера, т. е. диаметр планеты увеличился почти на 60 километров. В результате жизнедеятельности растений происходит постоянное разрыхление земной коры. При некоторых периодически возникающих процессах, таких как лесные пожары, происходит выброс твердых продуктов окисления в атмосферу и рассеивание их на большом пространстве от места выброса. Еще быстрее стала возрастать энтропия планеты после появления животных, особенно социальных форм жизни. Сторонний наблюдатель должен был бы зафиксировать значительно возросшее в последние десятилетия электромагнитное излучение Земли, отделение от нее множества материальных объектов — спутников, космических аппаратов и т. п. Иначе для этого наблюдателя любое усложнение форм жизни своим единственным следствием имело бы ускорение распада земного вещества.

Тем не менее имеющее место усложнение в процессе жизнедеятельности структурной организации живых систем требует своего объяснения. Для того чтобы подойти к пониманию этих процессов, необходимо провести системологический анализ динамики состояния живых систем с учетом ее фазовой структуры. Рассмотрим в связи с этим возможные комбинации первичных и вторичных динамических характеристик системы, имея ввиду одновременно происходящие процессы возрастания или убывания этих характеристик¹.

Теоретически таких комбинаций или соответствующих им типов динамики состояний систем может быть восемь, из которых только шесть могут существовать в действительности. В табл. «Типы системодинамики» даны названия и указаны сущностные особенности возможных типов системодинамики.

Таблица 5.1

Типы системодинамики по Б. Н. Рыжову²

Примечание: + это увеличение параметра; - это уменьшение параметра Первый из выделенных типов системодинамики — интенсивное развитие, представляет собой изменение состояния системы во времени, характеризующееся повышением ее сложности и объема при одновре-^[1][2]

менном увеличении порядка между ее элементами (уменьшение энтропии). Из сделанных замечаний¹ следует, что такой тип системодинамики возможен, когда привносимый в систему новый элемент будет иметь либо большее число непосредственных связей с другими элементами, чем в среднем было у каждого элемента системы до ее изменения, либо добавляемые новым элементом связи должны носить существенный характер, значимо снижая число опосредованных связей. Таким образом, развиваясь интенсивно, система увеличивается в объеме и становится более организованной и структурированной, способной мобильно отвечать на внешние возмущения^[1][2].

Второй тип системодинамики — экстенсивное развитие, представляет собой однонаправленное повышение или сохранение сложности, объема и энтропии системы. Экстенсивный тип развития также подразумевает рост системы, однако, ее структура становится все более рыхлой, аморфной и все менее способной к мобильному реагированию на внешние возмущения. Отличие экстенсивного типа системодинамики от предыдущего интенсивного в том, что в экстенсивной форме развития добавление в систему нового элемента сопровождается привнесением в нее несущественных связей, число которых не превышает удельного количества связей, приходившихся на каждый элемент системы до ее изменения^[2].

Третий тип системодинамики — деградация, характеризуется уменьшением сложности системы при одновременном возрастании объема и энтропии системы. Деградация — это последний возможный путь увеличения объема системы. Это путь, при котором за приобретение каждого нового элемента, приходится расплачиваться имеющимися в системе связями. Будучи убыточным способом существования, деградация не может продолжаться долгое время. Причина тому заключена в ускоренно идущем при этом типе системодинамики: процессе увеличения энтропии, чьи темпы роста значительно опережают рост энтропии при экстенсивном развитии. Результатом быстрого накопления энтропии становится неизбежный дисбаланс процессов взаимодействия с внешней средой и превращение системы из потребителя элементов этой среды в ее донора^[2].

Распад как тип системодинамики открывает вторую триаду комбинаций динамических характеристик систем, главной отличительной особенностью которых становится сокращение числа составляющих систему элементов. Основные свойства данного типа системодинамики — уменьшение сложности и объема системы при одновременном возрастании ее энтропии. При распаде в системе нарушаются прежде всего существенные связи, а покидают систему ее самые высокоорганизованные элементы. Поэтому распад системы можно назвать процессом, обратным ее интенсивному развитию. Как и при интенсивном развитии, при распаде главная роль принадлежит процессам, происходящим внутри системы, а ее взаимодействие со средой имеет второстепенный, подчиненный характер. Различие здесь, разумеется, только в направленности происходящих процессов: в первом случае они ведут к совершенствованию структуры системы, а во втором — к ее ускоренному разрушению¹.

Диссипация, означающая однонаправленное уменьшение сложности, объема и энтропии системы, представляет собою процесс, обратный экстенсивному развитию. На первый план здесь, как и при экстенсивном развитии, выступает активное взаимодействие со средой. Диссипация является типом системодинамики, при котором система освобождается от наименее организованных элементов. Система отторгает от себя свои периферийные части, как правило, наименьшим образом связанные с другими элементами. Система как бы оздоравливается и, теряя в объеме, восстанавливает или заново укрепляет свою структуру^[1][2].

Последняя в этой триаде связка условий — коллапс — представляет увеличение или сохранение сложности при одновременном уменьшении объема и энтропии системы. Коллапс — достаточно редкий тип системодинамики, при котором внутренние и внешние взаимодействия уравновешивают друг друга. Идет своего рода реорганизация связей, остающихся от покидающих систему элементов, причем реорганизация ранее несущественных связей в существенные. По направленности проходящих процессов коллапс является обратным деградации^[2].

Две оставшиеся связки условий: увеличение энтропии при повышении сложности и уменьшении объема системы и противоположное этому — уменьшение энтропии при уменьшении сложности и (или) при увеличении объема системы — логически противоречат введенному понятийному определению энтропии и потому не представляют интереса для анализа.

Здесь на примере простейших геометрических систем, дана графическая интерпретация типов системодинамики (рис. 5.1 и 5.2), следуя научному системному подходу Б. Н. Рыжова^[2].

Рис. 5.1. Типы системодинамики с увеличением числа элементов.

Рис. 5.2. Типы системодинамики с убыванием (уменьшением) числа.

элементов Таким образом, динамика состояний систем позволяет выделить важный критерий их различия — изменение состава элементов системы. По этому критерию все системы могут быть разделены на два класса:

1) системы, внутренние взаимодействия которых обусловливают относительное постоянство или уменьшение состава элементов (Vn < < 0), или распадающиеся системы;

2) и системы, важнейшим качеством которых является возможность самовоспроизведения новых элементов (Vn > 0), или развивающиеся системы¹.

Класс распадающихся систем составляет основное подмножество объектов неживой природы. По отношению к выделенным типам системодинамики для него характерны различные формы разрушения системы (распад, диссипация, коллапс). При этом диссипация и коллапс, имеющие общее свойство уменьшения энтропии, представляют собой редко встречающиеся формы динамики систем, или, а точнее, экстраординарную фазу их состояния. В отличие от этого форма системодинамики распада с повышением энтропии имеет универсальный характер для абсолютного большинства неживых систем^[1][2].

Основу класса развивающихся систем составляет подмножество прогрессивных систем, имеющих однонаправленное повышение сложности и объема. Можно предположить, что это живые системы. В этот класс также входит подмножество деградирующих систем, форма существования которых связана с уменьшением связей в системе и повышением ее энтропии. Развивающиеся системы представляют тип сложных систем, имеющих многоуровневое строение. Особенностью этих систем является непрерывный процесс взаимодействий как внутри системы между ее элементами, так и взаимодействий с внешней средой, осуществляемых на всех уровнях организации системы. При этом действует правило иерархической организации: развитие сложной системы обеспечивается неоднородностью функций ее элементов (субсистем), а существование каждой субсистемы обеспечивается интегративной деятельностью целостной системы^[2].

• [1] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [2] Там же.
• [3] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [4] Там же.
• [5] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [6] Там же.
• [7] Там же.
• [8] Там же.
• [9] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [10] Там же.
• [11] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [12] Там же.
• [13] Там же.
• [14] Там же.
• [15] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [16] Там же.
• [17] Там же.
• [18] Там же.
• [19] Рыжов Б. Н. Теория и метод системной психологии. Системные основания психологии // Системная психология и социология. Т. 1. № 1. 2010.
• [20] Там же.
• [21] Там же.