вторник, 19 июня 2018 г.

СИСТЕМЫ, ЭНЕРГИЯ, ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ


СИСТЕМА - (от греческого systema - целое, составленное из частей; соединение), множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. 

Можно выделить четыре типа поведения системы: 
- Броуновское, когда каждый элемент системы ведет себя непредсказуемо. 
- Лапласово поведение. Есть такой "демон Лапласа". Если мы можем представить себе демона, который знает поведение каждой молекулы, мы можем описать все прошлое, которое было и все будущее, т.е. все детерминировано. 
- Марковское поведение. Когда поведение системы зависит от предыдущего, но не зависит от предпредыдущего. 
- Дарвиновское поведение, которое связано с так называемой гистерезисной преемственностью. Состояние системы зависит от предпредыдущего состояния больше, чем от предыдущего. 

Отдельный организм, объединенный процессами метаболизма, так-же можно назвать системой.

Организм отличается тем, что способен сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия, т.е. на поддержание гомеостаза.

Гомеостаз — саморегуляция, способность открытой системы (системы которая обменивается веществом и энергией с внешним миром). 
Гомеостаз также определяет стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие и преодолевать сопротивление внешней среды. 
Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время. 

Когда речь идет об уровне отношений с ресурсами окружающей среды на уровне сложности одной клетки или организма - который еще можно назвать "актором"(единицей, совершающим акты, т.е. действующим элементом) - устойчивое развитие означает: 
- гомеостаз, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия; 
- метаболизм - изменение набора химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. 
Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Что именно приводит к саморегуляции популяции животных? 
Ведь там нет единого центра и индивиды автономны в мотивации своего поведения.

Единственным возможным вариантом ответа, является ответная реакция их поведения на изменившееся поведение окружающих членов популяции, т.е. на стресс. 
Ведь базовое определение поведения - определённый сложившийся образ взаимодействия с окружающей средой. Поведение определяется способностью изменять свои действия под влиянием внутренних и внешних факторов.

Живая материя уклоняется от деградации к равновесию. 

Но равновесие в изолированной, замкнутой системе характеризуется в рамках классической термодинамики, максимумом энтропии. Значит, если система «уклоняется» от равновесия, то она должна постоянно компенсировать производство энтропии какой-то энергией, с точки зрения физики - своей свободной энергией:
F=U-TS 
Внутренняя энергия системы U равна сумме свободной (F) и связанной энергии (TS): 
U=F+TS

Связанная энергия – та часть внутренней энергии, которая не может быть превращена в работу – это обесцененная часть внутренней энергии. Объем внутренней энергии системы может быть увеличен, без увеличения объема свободной энергии F за счет перевода в доступную работу компонента связанной энергии (TS).

Уже из этого простого физического соотношения вытекает представление, что уменьшение энтропии(возникновение отрицательной энтропии - негэнтропии) в живом организме при взаимодействии его с окружающей средой связано с ростом свободной энергии. 
Увеличение свободной энергии происходит с упорядочением системы, ее усложнением и отклонением от равновесия.Нужно отметить, что одним из биологических законов развития является как раз разнообразие видов и разновидностей различных организмов, что неумолимо должно приводить к уменьшению энтропии в живых системах.

Реакция поведения на неустойчивость становится одним из главных факторов развития самоорганизующихся систем, в том числе и биологических. 
Она началась из хаотического состояния, но законы неравновесной термодинамики привели ее к направленному ходу. 

Становление новых форм происходит тогда, когда система в ходе своих внутренних перестроек и усложнений приобретает признаки неустойчивости. Это приводит к качественным изменениям через точки бифуркации и характер этого механизма нелинейный. 

Если в социальной эволюции увеличение энтропии происходит через поведение человека, значит повышение доступной человеку информации о возможных изменениях состояния окружающей среды, так-же связано с увеличением неопределенности, а следовательно и с повышенным стрессом
По-видимому лимитирующим фактором со стороны окружающей среды является стресс, а пределы толерантности к нему определяются способностью социальной системы адсорбировать повышенный уровень стресса в социальные фреймы, нужные для производства большего объема доступной работы из имеющихся ресурсов – т.е. повышения емкости биоценоза. 

Одной из основных функций стресса в экологии является поддержание гомеостаза популяции и расширение емкости ее биотопа путем запуска механизмов поисковой активности.

Поисковая активность - стремление изменить ситуацию или свое отношение к ней, когда предсказать заранее исход своих усилий невозможно (если конечный результат 100% гарантирован, это уже не поиск). 
Для того, чтобы просто активное поведение могло рассматриваться, как именно «поисковая активность» обязательно наличие положительной обратной связи между поведенческим актом и удовлетворением каких-то потребностей.

Все сводится к расширению емкости биоценоза, через повышение сложности социального поведения для поддержания динамического равновесия системы актор-среда.

Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой окружающей их средой. Основная функция сообщества заключается в обеспечении равновесия в экосистеме на основе замкнутого круговорота веществ.

Социальная эволюция человека является «расширением» экологической эволюции через производимую с помощью своего развития способности получать энергию из окружающей среды. За счет увеличения объема работы, получаемой из того же объема ресурсов, при помощи напряжения своего «главного органа адаптации» мозга и средств связи. Сначала это был язык, потом письменность и книгопечатание. 
Книгопечатанье позволило значительно повысить объем доступной (свободной) работы – или экзергии, через изменение поведения человека в использовании ресурсов окружающей среды.

В результате работы системы производится экзергия, которая может расходоваться двумя путями: 
- на поддержание устойчивости самой системы, т.е. на обязательное для живых объектов поддержание гомеостаза за счет взаимоотношений с окружающей средой;
- на повышение эффективности в производстве экзергии, путем усложнения системы. 

Повышение сложности происходит стохастически - возникает множество разных вариантов. 
В этой случайности большую роль играют преадаптации, возникшие случайно в прошлом, но до этого момента функционально себя не проявлявшие. Они и определяют гистерезисную природу процесса социальной эволюции. 
В новых экологических условиях «молчавшие» признаки могут проявить себя во взаимодействии с окружающей средой, позволяя совершать больше работы из того-же количества ресурсов. 

Когда возникает заказ биосферы на определенную экологическую роль (а мы можем говорить о каком-то целеполагании только в этом смысле), меняется структура сообщества и должны появляться новые существа с новыми функциями.

Система чья сложность была повышена в следствии этого стохастического процесса, получает преимущество в освоении ресурсов биоценоза. 
В случае социальных систем, это системы социального регулирования стресс-релизинговых реакций в поведении людей, снижающие уровень асоциального поведения и агрессии в обществе. 

Как на стадии формирования клетки, а затем и организма, постепенно формируются механизм регуляции социальной физиологии для осуществления устойчивого метаболического процесса социального актора. 

Как и на прошлом этапе повышения сложности, здесь задействован адаптационный компромисс нескольких коэволюционирующих акторов: 
- симбиоз;
- наличие или отсутствие факторов способствующих распространению информации о возможном и доступном в условиях данного социального фрейма поведения. 

Через динамику общественного поведения обеспечивается соответствие социального актора, пределам толерантности системы, а это значит следование социобиоадаптивной системы, стратегии устойчивого развития.


Кстати, количество доступной для работы свободной энергии, идущей на усложнение регуляции поведения по синхронизации с существующим биоценозом у членов системы (людей), на территории присутствия конкретной социальной системы, через механизм обратной связи - называется государством.
А повышение материальной производительности биоценоза выражается в ВВП на душу населения.

Комментариев нет:

Отправить комментарий