Динаміка структурності - досвід класифікації

Олександр Бистров

Предмет цієї статті - тенденції у співвідношенні порядку і хаосу, і точніше, форм упорядкування за ступенем їх складності - в матеріальному, матеріальному бутті.

Дана проблематика розглядається в онтологічному та аксіологічного ключі, при цьому широко залучаються дані окремих наук. Подібні по термінах закономірності відображеного буття, власне гносеологічний аспект виводиться за рамки цього дослідження як недоречний, сторонній.

Динаміка структурності обіймає надзвичайно багатий спектр масштабних явищ і проблем - Від неорганічної та біологічної еволюції, техногенезу, культурного процесу до проблем дефініції суспільного прогресу, аксіологічних критеріїв, сенсу історії та особистісної екзистенції.

Аспект динаміки структурності ширше від того, що прийнято виводити під терміном самоорганізація, оскільки перший також охоплює різні процеси разупорядоченія, руйнування, в тому числі не укладаються в русло природної еволюції, і отже, передбачає широкий аналіз деструктивних проявів homo sapiens - чи то в аспекті псіхопатогенеза особистості, (суб) культури або в плані прогресуючого витіснення людиною інших видів тварин, підриву балансу фіто-зоо-мас і іншої енвайронменталістской проблематики.

Отже, для характеристики станів впорядкованості - разупорядоченності ми використовуємо такі поняття як форма, структура, система, складність, їм зворотні -- безформність, безструктурної, деформація ..., також неподільність, сумативні та інші. Розглянемо їх коротко.

Форма (в російською мовою зустрічається також грецький корінь морфе) і структура - вельми близькі терміни. Форма - оригінал в історії філософії поняття, що веде до аналізу структури об'єкта. З одного боку, воно означає зовнішній вигляд речі, зовнішні обриси, з іншого - будова, внутрішня організація змісту, закон речі.

Найбільш розвинену концепцію форми побудував свого часу Аристотель. Він зауважив, що всю реальність можна звести до послідовних переходах від матерії до форми та назад, причому форма виступає «суттю буття», його «першим сутністю». Саме вона дарує визначеність і дійсність речей на противагу матерії -- невизначеною, безформною лише можливості речей.

І структура, і система використовуються для характеристики упорядкованого цілого - як сукупності елементів та їх зв'язків. При цьому поняття структура (з лат. будова) практично означає «сукупність стійких зв'язків об'єкта», а в понятті система акцент робиться на якості освіти бути цілісним (само слово по-грецьки означає ціле, складене з частин), це поняття більш повно охоплює різнохарактерні зв'язку та взаємодії цілого і включає елементи.

Структура виражає те, що залишається стійким, (відносно) незмінним за всіх перетвореннях системи. Іншими словами, це інваріант (-ний аспект) системи. Структура виступає інтегруючим фактором системи і детермінує її якість.

Термін система використовується для іменування практично будь-якого освіти, який виявляє ознаки впорядкування, і включає «жорсткий», інваріантний і «флюідний», варіантний аспекти упорядкування. Візьмемо, наприклад, визначення системи, дане одним з основоположників загальної теорії систем Л. Берталанфі, як «комплексу взаємодіючих елементів »(до вихідних відноситься і таке: система є відмежовані безліч взаємодіючих елементів) [1]. Під ці визначення підпадає як одноклітинний або багатоклітинний високорозвинений організм, так і, мабуть, трохи спресовані вміст сміттєвого кошика.

Отже, структура передбачає «жорсткий», висококогерентний тип упорядкування, структура - це завжди порядок. Надалі такий тип упорядкування - стійкий, що інтегрує, структуру будемо позначати через символ s. Очевидно, цей символ буде додаватися і до форми як закону речі.

Особливий інтерес представляє проблема складності та визначення її заходи.

Один з піонерів дослідження складності систем, Г. Н. Поваров, вважав, що «зростання складності систем виражається, по-перше, у збільшенні числа елементів системи і, по-друге, у виникненні між елементами все більш різноманітних і протяжних зв'язків, все більш гнучкого й тонкого взаємодії »[2]. Використовуючи як критерій складності кількість елементів і характер їх взаємодії, він розмежовував:

малі, або прості, системи - з числом елементів порядку 101 ... 104. Їхня взаємодія має певний, детермінований характер, що дозволяє простежити поведінку систем у всіх деталях. Такі класичні машини;

великі, або складні, системи - з числом елементів порядку 104 ... 106 і вище, і набагато більш складним, масовим, стохастичним взаємодією між елементами. Це, наприклад, автоматичні телефонні станції, заводи-автомати, системи управління ракетами і космічними апаратами;

нарешті, перетворюються, або ультрасложние системи - з числом елементів порядку 107 ... 108 [2].

У цілому цей підхід до оцінки складності приваблює своєю простотою і позитивністю. У ряді випадків, як нам здається, тут можуть бути отримані адекватні оцінки (впорядкованої) складності об'єкта. У той же час інші автори зауважують, що число елементів може бути визначена лише після того, як буде відомо системоутворюючі властивість (концепт) і структура системи, тому для побудови шкали складності систем доцільно повністю відволіктися від числа елементів [3].

На наш погляд, проблема тут перш за все в тому, що до поняття складність слід підходити диференційовано: складність упорядкованого і складність неупорядкованого суть істотно різні складності. Якщо складність аддитивной сукупності пов'язана з кількістю і різноманітністю часом випадковим чином просторово суміжних елементів і їх положень, то складність упорядкованого (далі будемо говорити і впорядкована складність) передбачає певну кількість і якість внутрішніх зв'язків, що обмежують свободу руху і положення елементів.

У зв'язку з цим зрозуміло, що складність структури (а це завжди упорядкована складність) - достатньо позитивна, грамотна, здатна надійно працювати абстракція, тоді як складність системи поєднує два різнорідних типу складності воєдино, звідси багатоелементні слабо інтегровані, ділені освіти можуть здаватися високосложнимі об'єктами. Складність ця, однак, має мало відношення до впорядкованої складності. У зв'язку з цим складність системи слід визнати вельми незадовільною, неакуратною, непозітівной абстракцією.

Отже, в як ключового терміна ми вибираємо структурність, який трактуємо як -- складність або міру складності структур (структури) = складність (висококогерентного) впорядкування = упорядковану складність. Даний термін досить точний і лаконічний. Даною суті для майбутніх коротких посилань і математизації ставимо у відповідність символ s '.

Складність неупорядкованого, хаотичного виводиться за рамки цього розгляду.

Теорія інформації дав додаткові концептуальні засоби оцінки складності.

Зв'язок між ентропією й імовірністю була встановлена Л. Больцманом і виражається його знаменитою формулою:

H = a · lnW,

де H -- ентропія, W - термодинамічна ймовірність стану.

Пізніше, в роботах Е. Шредінгера, було запропоновано більш широке розуміння ентропії - як заходи дезорганізації систем будь-якої природи, а К. Шеннон зауважив, що математичне вираження кількості інформації збігається з формулою Больцмана. Нарешті, Н. Вінер в 1948р. констатував, що «кількість інформації, будучи негативним логарифмів величини, яку можна розглядати як ймовірність, по суті є певна негативна ентропія »[4].

Взаємозв'язок понять ентропії та інформації знайшла відображення у формулі H + I = 1.

Таким чином, рівень впорядкованості ряд авторів пропонує зчитувати по ентропії -- наприклад: кількість інформації, необхідної для переходу від деякого рівня організації n - 1 до більш високого рівня n, визначається як різниця ентропій: