принципи організації
Матеріальним об'єктам властива єдина тенденція, спрямована на вирівнювання всіх неоднорідностей, руйнування структури, втрату якостей, т. Е. Збільшення ентропії. В основі цієї тенденції лежить другий закон термодинаміки.
Уявімо собі багатовимірний простір. по осях якого відкладаються значення величин, відповідних відхиленню характеризують систему змінних від оптимальних значень. Якщо спостерігати за системою, в якій збільшується ентропія. то виявиться, що точка, яка відображає систему в цьому просторі, переміщається до кордону області допустимих значень існування системи. При виході точки на кордон області існування система руйнується. Для того щоб системи (об'єкти) могли тривалий час існувати, ця тенденція повинна бути ослаблена або повністю компенсується якимись постійними факторами. Цій меті служить організація як спосіб тривалого утримання ентропії в межах, що визначаються областю існування системи. Можлива навіть така організація, при якій відображає систему точка не тільки не рухається до кордону області допустимих значень, але, навпаки, рухається до початку координат, т. Е. До оптимуму.
Отже, система - це не просто набір якостей, що виявляються при взаємодії між її елементами, але і заснований на організації спосіб збереження якостей у часі.
На яких же принципах може грунтуватися ця організація? Можна виділити три принципово відрізняються способу (принципу), які орієнтовно назвемо пасивним статичним, пасивним динамічним і активним динамічним. (Обмовимося, що, мабуть, цим не вичерпуються всі можливі способи організації та можлива їх інша класифікація.)
Сутність названих способів організації розглянемо на прикладі з області механіки. Цей же приклад, правда, в дещо відрізняється аспекті, використаний Шредінгер в книзі "Що таке життя з точки зору фізики".
Фізичний маятник, відхилений від вертикального положення, має потенційну енергією. Найпростіший спосіб зберегти цю енергію - поставити перешкоду на шляху руху маятника до вертикального положення. Якщо тепер на маятник і перешкода не діють ніякі сили, крім тяжіння, потенційна енергія буде зберігатися тривалий час, поки збільшення ентропії не призведе до втрати структурності, руйнування обмежень, накладених на ступені свободи руху маятника, до коливальних рухів і до перетворення потенційної енергії в кінетичну і тепло.
Впливу на відхилений маятник і перешкоджання з боку середовища, якщо тільки це середовище не організована спеціальним чином для збереження потенційної енергії маятника, призводять в загальному випадку лише до прискорення процесу руйнування обмежень. Руйнування відбудеться тим швидше, чим різноманітніше і інтенсивніше впливу середовища, тобто чим більш відкритою є система маятник - перешкода. Інший часто зустрічається в літературі приклад - це камінь, що лежить в поглибленні на схилі гори. Камінь має потенційну енергією і зберігає її в часі.
Отже, перший спосіб організації, спрямований на збереження якостей системи (в наведених прикладах потенційної енергії), полягає у створенні структури - постійних взаємодій, що уповільнюють зростання ентропії. Такий спосіб є пасивним. Середовище на систему надає руйнівний вплив. Назвемо цей спосіб існування пасивним статичним.
Повернемося до прикладу з маятником. Якщо відхилити маятник і відпустити, він буде коливатися в вертикальній площині. Якби не було опору середовища, тобто втрат на тертя і опір повітря, маятник здійснював би незгасаючі коливання і середня величина потенційної енергії зберігалася б постійною. При цьому потенційна енергія маятника, зменшуючись при його русі до вертикального положення, цілком перетворюється в кінетичну, яка, в свою чергу. за рахунок організації цілком витрачається на нове відхилення маятника від вертикального положення і відновлення початкового рівня потенційної енергії.
Організація тут полягає в конструктивному способі використання енергії, що вивільняється при русі до стану рівноваги, для відновлення нерівноважногостану.
Реальний (НЕ математичний) маятник втратить з часом потенційну енергію через опір середовища і зупиниться. Цей час залежить від величини початкової потенційної енергії і інтенсивності втрат.
Отже, другий спосіб організації, спрямованої на збереження якостей системи, полягає в тому, що енергія. вивільняється при русі системи до рівноважного стану, використовується для відновлення нерівноважногостану. Процес цілком замикається всередині системи. Неділя, так само як і в першому випадку, діє переважно руйнівний систему вплив. Назвемо другий спосіб організації пасивним динамічним способом існування.
Прикладами кілька відмінних варіантів щодо стабільного існування пасивних динамічних систем є атом і планетна система. Мабуть, комбінація першого і другого пасивних способів організації характерна для більшості неживих систем.
Знову повернемося до маятника. Для того щоб маятниковий годинник все ж не зупинялися, людина приєднує до маятнику додатковий періодично відновлюваний зовнішнє джерело енергії, що компенсує втрати на тертя. Наростання ентропії в системі тепер компенсується "поглинанням негентропії" зовнішнього джерела енергії - наприклад, потенційної енергії гирі. При цьому потенційна енергія маятника залишається в середньому постійною. Потенційна енергія гирі монотонно зменшується і періодично збільшується людиною.
Ентропія маятника залишається в середньому постійної за рахунок того, що система як би "харчується негентропії" середовища. У наведеному прикладі цей процес здійснюється ззовні, людиною, а не за рахунок системної організації. Система з маятником сама по собі залишається пасивною. Однак в природі існують активні системи, приклад - живі організми (тварини і рослини), самостійно "харчуються" негентропії середовища.
У таких системах необхідна організація обміну системи з середовищем, яка полягає в тому, що вільна енергія системи, що знаходиться постійно в нерівноважному стані, виділяється при русі до рівноваги (збільшення ентропії) і витрачається на використання володіють вільної енергією (негентропії) компонентів середовища для відновлення нерівноважної структури і продовження цього безперервно повторюваного процесу.
Системи, що реалізують описаний принцип організації (існування), можуть бути тільки відкритими, оскільки для них принципово необхідно безперервне взаємодія із середовищем. Назвемо цей спосіб існування активним динамічним.
Отже, всі існуючі в світі системи (об'єкти) мають якусь організацією, яка забезпечує взаємодію які базують ціле елементів, зовнішні якості цілісних систем і їх існування в часі. На закінчення до наведених раніше визначень системи - не в якості альтернативи, а лише як доповнення - додамо ще одне: система - це заснований на організації спосіб свого існування, т. Е. Спосіб створення і збереження цілісності та якісної визначеності.