Динамика структурности – опыт классификации

Александр Быстров

Предмет настоящей статьи – тенденции в соотношении порядка и хаоса, и точнее, форм упорядочения по степени их сложности – в материальном, вещественном бытии.

Данная проблематика рассматривается в онтологическом и аксиологическом ключе, при этом широко привлекаются данные частных наук. Сходные по терминам закономерности отражённого бытия, собственно гносеологический аспект выводится за рамки настоящего исследования как неуместный, инородный.

Динамика структурности обнимает чрезвычайно богатый спектр масштабных явлений и проблем – от неорганической и биологической эволюции, техногенеза, культурного процесса до проблем дефиниции общественного прогресса, аксиологических критериев, смысла истории и личностной экзистенции.

Аспект динамики структурности шире того, что принято выводить под термином самоорганизация, поскольку первый также охватывает всякие процессы разупорядочения, разрушения, в том числе не укладывающиеся в русло естественной эволюции, и стало быть, предполагает широкий анализ деструктивных проявлений homo sapiens – будь то в аспекте психопатогенеза личности, (суб)культуры или в плане прогрессирующего вытеснения человеком других животных видов, подрыва баланса фито-зоо- масс и прочей энвайронменталистской проблематики.

Итак, для характеристики состояний упорядоченности – разупорядоченности мы используем такие понятия как форма, структура, система, сложность, им обратные – бесформенность, бесструктурное, деформация..., также неделимость, суммативность и другие. Рассмотрим их кратко.

Форма (в русском языке встречается также греческий корень морфэ) и структура – весьма близкие термины. Форма – исходное в истории философии понятие, ведущее к анализу структуры объекта. С одной стороны, оно означает наружный вид вещи, внешние очертания, с другой – строение, внутренняя организация содержания, закон вещи.

Наиболее развитую концепцию формы построил в своё время Аристотель. Он заметил, что всю реальность можно свести к последовательным переходам от материи к форме и обратно, причём форма выступает «сутью бытия», его «первой сущностью». Именно она дарует определённость и действительность вещам в противоположность материи – неопределенной, бесформенной лишь возможности вещей.

И структура, и система используются для характеристики упорядоченного целого – как совокупности элементов и их связей. При этом понятие структура (по лат. строение) практически означает «совокупность устойчивых связей объекта», а в понятии система акцент делается на качестве образования быть целостным (само слово по-гречески означает целое, составленное из частей), это понятие более полно охватывает разнохарактерные связи и взаимодействия целого и включает элементы.

Структура выражает то, что остаётся устойчивым, (относительно) неизменным при всех преобразованиях системы. Другими словами, это инвариант (-ный аспект) системы. Структура выступает интегрирующим фактором системы и детерминирует её качество.

Термин система используется для именования практически любого образования, проявляющего признаки упорядочения, и включает «жёсткий», инвариантный и «флюидный», вариантный аспекты упорядочения. Возьмём, например, определение системы, данное одним из основоположников общей теории систем Л.Берталанфи, как «комплекса взаимодействующих элементов» (к исходным относится и такое: система есть отграниченное множество взаимодействующих элементов) [1]. Под эти определения подпадает как одноклеточный или многоклеточный высокоразвитый организм, так и, пожалуй, немного спрессованное содержимое мусорной корзины.

Итак, структура предполагает «жёсткий», высококогерентный тип упорядочения, структура – это всегда порядок. В дальнейшем такой тип упорядочения – устойчивый, интегрирующий, структуру будем обозначать через символ s. Очевидно, этот символ будет прилагаться и к форме как закону вещи.

Особый интерес представляет проблема сложности и определения её меры.

Один из пионеров исследования сложности систем, Г.Н.Поваров, полагал, что «рост сложности систем выражается, во-первых, в увеличении числа элементов системы и, во-вторых, в возникновении между элементами всё более разнообразных и протяжённых связей, всё более гибкого и тонкого взаимодействия» [2]. Используя в качестве критерия сложности число элементов и характер их взаимодействия, он разграничивал:

малые, или простые, системы – с числом элементов порядка 101...104. Их взаимодействие имеет определённый, детерминированный характер, что позволяет проследить поведение систем во всех деталях. Таковы классические машины;

большие, или сложные, системы – с числом элементов порядка 104...106 и выше, и гораздо более сложным, массовым, стохастическим взаимодействием между элементами. Это, например, автоматические телефонные станции, заводы-автоматы, системы управления ракетами и космическими аппаратами;

наконец, превращающиеся, или ультрасложные системы – с числом элементов порядка 107...108 [2].

В целом этот подход к оценке сложности привлекает своей простотой и позитивностью. В ряде случаев, как нам кажется, здесь могут быть получены адекватные оценки (упорядоченной) сложности объекта. В то же время другие авторы замечают, что число элементов может быть определено лишь после того, как будет известно системообразующее свойство (концепт) и структура системы, поэтому для построения шкалы сложности систем целесообразно полностью отвлечься от числа элементов [3].

На наш взгляд, проблема здесь прежде всего в том, что к понятию сложность следует подходить дифференцировано: сложность упорядоченного и сложность неупорядоченного суть существенно разные сложности. Если сложность аддитивной совокупности связана с количеством и разнообразием подчас случайным образом пространственно смежных элементов и их положений, то сложность упорядоченного (далее будем говорить и упорядоченная сложность) предполагает определённое количество и качество внутренних связей, ограничивающих свободу движения и положения элементов.

В этой связи понятно, что сложность структуры (а это всегда упорядоченная сложность) – достаточно позитивная, грамотная, способная надёжно работать абстракция, тогда как сложность системы совмещает два разнородных типа сложности воедино, отсюда многоэлементные слабо интегрированные, делимые образования могут казаться высокосложными объектами. Сложность эта, однако, имеет мало отношения к упорядоченной сложности. В этой связи сложность системы следует признать весьма неудовлетворительной, неаккуратной, непозитивной абстракцией.

Итак, в качестве ключевого термина мы выбираем структурность, который трактуем как – сложность или меру сложности структур (структуры) = сложность (высококогерентного) упорядочения = упорядоченную сложность. Данный термин достаточно точен и лаконичен. Данной сущности для будущих кратких ссылок и математизации ставим в соответствие символ s'.

Сложность неупорядоченного, хаотического выводится за рамки настоящего рассмотрения.

Теория информации дала дополнительные концептуальные средства оценки сложности.

Связь между энтропией и вероятностью была установлена Л.Больцманом и выражается его знаменитой формулой:

H=a·lnW,

где H – энтропия, W – термодинамическая вероятность состояния.

Позже, в работах Э.Шредингера, было предложено более широкое понимание энтропии – как меры дезорганизации систем любой природы, а К.Шеннон заметил, что математическое выражение количества информации совпадает с формулой Больцмана. Наконец, Н.Винер в 1948г. констатировал, что «количество информации, будучи отрицательным логарифмом величины, которую можно рассматривать как вероятность, по существу есть некоторая отрицательная энтропия» [4].

Взаимосвязь понятий энтропии и информации нашла отражение в формуле H + I = 1.

Таким образом, уровень упорядоченности ряд авторов предлагает считывать по энтропии – например: количество информации, необходимой для перехода от некоторого уровня организации n – 1 к более высокому уровню n, определяется как разность энтропий:

∆I (t – τ) = Hn–1(t, τ) – Hn(t, τ),

где Hn–1(t, τ) = ∑ Pn–1(t, τ) logPn–1(t, τ) – энтропия состояния объекта на уровне n–1; Hn(t, τ) = ∑ Pn(t, τ) logPn(t, τ) – энтропия состояния на уровне n [4].

Теоретико-информационный подход к определению меры сложности имеет свои недостатки. Приведённые выкладки слишком сложны для вычислений, поэтому пока они имеют скорее только теоретический интерес.

С другой стороны, мера разнообразия, формализуемая в теории информации, на наш взгляд, не схватывает должным образом упорядоченную сложность. Сложность как разнообразие не учитывает вписанность элементов в структуру, их интегрированность, связанность и поэтому служит мерилом сложности неупорядоченного.

Авторы монографии «Принцип простоты и меры сложности» отмечают:

«Корректность и применимость той или иной теоретико-информационной меры сложности в значительной мере определяется той интерпретацией, которая даётся субстрату разнообразия. В этом плане весьма уязвимыми являются позиции, подобные тем, которые легли в основу информационных и энтропийных мер оценки сложности. Здесь субстрат разнообразия представлен двумя множествами – вещей и связей между ними, количества которых и их разнообразия в обеих мерах просто суммируются. Суммирование числа вещей и числа отношений между ними представляется столь же лишённой логического смысла операцией, как и суммирование в физике с нарушением принципа размерности, например, прибавление времени к массе» [3].

Возможен ещё один подход к оценке упорядоченной сложности.

Будучи внутренним качеством формы, структурность может проявляться и внешне – в её функциональных качествах/способностях и прежде всего в высшей функции. Последние тестируются и ранжируются количественно. Например, показателем сложности человеческой формы в ряду живых форм может служить сознание.

Человек отличается от других животных, как принято считать, абстрактным мышлением. Абстрактное мышление опосредуется ёмкой знаковой системой, вне которой обобщающие абстракции не возможны – не будучи закреплены знаком, они быстро «расшатываются» и стираются. С момента же наречения понятие обретает устойчивость и дееспособность (становится возможным применять его в логических операциях).

Давайте попытаемся, не прибегая к специальным исследованиям и литературе, «на месте» приблизительно оценить s' – перепад между видом homo sapiens и другими высшими позвоночными, например, птицами. Для этого сопоставим число сигналов (напр., звуковых), выражающих у птиц «общие понятия», и лексический объём какого-нибудь словаря. У птиц, общими сигналами, обеспечивающими основные биологические функции, будут сигналы, выражающие потребность в и обнаружение пищи – «Хочу есть!», «Зёрнышки нашёл!»; предупреждение об опасности – возможно, «Караул!»; брачный крик самца; сигнал угрозы. В данном, конечно, неполном перечне 5, но пусть их будет ровно 10.

В то же время однотомный англо-русский словарь В.К.Мюллера содержит более 50000 слов. Таким образом, соотношение форм по s' будет 1:5000.

Меж- и внутривидовое соотношение живых существ как некоторых разно сложных упорядочений достаточно эффективно считывается по их интеллектуальным, творческим, художественным способностям, сооцениваемым в специальных тестах количественно.

Другой хороший пример – быстродействие как опосредованный показатель сложности вычислительной машины. (Ниже мы расскажем об этом подробнее.)

Итак, подходы (к), методы определения упорядоченной сложности можно классифицировать на:

А) прямые, непосредственные – А-1: по количеству и качеству элементов и связей целого, А-2: по формуле Больцмана – Шеннона;

Б) косвенные, опосредованные – по высшей функции формы.

В стороне, пожалуй, пока ещё оставался вопрос о прямой оценке внутренних связей объекта.

Наличие у объекта существенных внутренних связей отражается в его качестве быть целостным, интегрированным. В известной мере опираясь на существующие традиции, предлагаем описывать интегрированность с помощью следующего принципа деления:

Отграниченное образование является неделимой формой, если его (половинное) экзогенное деление приводит к утрате качества, свойственного целому.

Образование признается делимым, если деление не меняет качество целого.

Дело здесь в том, что при внешне обусловленном делении нарушаются внутренние связи. Если эти связи были существенными, то качество частей резко отличается от качества целого. В противном случае качественного изменения не будет.

Таким образом, отграниченные образования следует дифференцировать на:

Делимые формы, или суммативные образования, или суммации;

Неделимые формы, собственно целостные, интегрированные образования.

Возьмём в качестве примера такое отграниченное образование как куча песка. Деление её на две (приблизительно равные) части не меняет качество целого, меняются лишь количественные показатели.

Куча песка, терриконы угольных разработок, штабеля досок и т.п. – очевидные примеры суммаций = делимых форм.

В то же время деление ядра Не, равно как и любого другого элемента, кардинально меняет качество исходной формы: He → 2p + 2n. То же происходит, когда в лесу под новый год срубают ёлку: диссипативная негэнтропийная структура превращается в остаточную статическую, которая неумолимо распадается в полном соответствии со вторым началом термодинамики. Напрашиваются и более «яркие» примеры деления из жизни и деятельности homo sapiens.

Итак, неделимыми формами, очевидно, выступают – атом, бактерия, в известной мере растительный или животный организм, человеческий индивидуум и др.

Понятно, что неделимые формы и суммации суть предельные члены градации форм, в которой качество целостной структуры нарастает от предела к пределу постепенно. Поэтому в ряде случаев следует говорить о коэффициенте целостности (показателе наличия структуры целого), который принимает значения от 0 до 1. Например, популяция животных и человеческое общество занимают некоторое промежуточное положение между неделимыми формами и суммациями, причём принцип деления нам показывает, что тяготеют они, конечно, к суммациям. Связи, их образующие, – слабые, малосущественные, что делает данные макроформы рыхлыми», скорее суммативными. (Мы часто будем пользоваться для обозначения отношения упорядочений более крупной метрики, слагаемых из упорядочений меньшей, понятиями макроформа и микроформа соответственно.)

Сказанное позволяет нам несколько дополнить уже описанное соотношение понятий структура и система. Если структура характеризует устойчивое, когерентное упорядочение, то система – понятие гораздо более широкое, оно охватывает все типы упорядочения, характеризуемые признаком ограниченности, и наряду с неделимыми формами включает суммации и прочие рыхлые образования – «аморфные формы» с внешне обусловленным отграничением и слабыми признаками упорядочения. Флюидный компонент системы размывает понятие порядок, упорядоченность. Не одна ли это из причин того, что системный подход, столь бурно начавшийся и развивавшийся, не дал в ряде случаев позитивных результатов?

Переходим теперь к рассмотрению динамики.

Движение принято определять как изменение вообще. Можно построить различные классификации изменений. Для нас бóльшую ценность представляет следующая дихотомия:

1. Движение, при котором интегрирующие связи не образуются и не разрушаются. Такой тип движения не приводит к образованию или разрушению неделимых форм. Его возможный результат – суммации.

Примером может служить собственно механическое движение, по меньшей мере, многие его виды – пространственное перемещение тел друг относительно друга, качение, вращение. Сюда же мы, пожалуй, отнесем и движение, связанное с гравитационным взаимодействием. Дело в том, что гравитация, хотя и обеспечивает пространственную концентрацию и отграничение тел, тем не менее неделимые формы не порождает. Гравитационные отграничения – будь то планеты, звезды, галактики – имеют характер суммаций или рыхлых, тяготеющих к суммациям систем.

2. Движение, при котором интегрирующие связи образуются или нарушаются. Этот тип движения сопровождается образованием или разрушением структур, и следовательно, неделимых форм.

Понятно, что первому типу динамика структурности не свойственна. Динамика s' имеет место только в типе движения 2. Анализируя его, получаем дальнейшую дифференциацию:

процессы упорядочения (переход Хаос Порядок).

процессы разупорядочения (П Х).

процессы переупорядочения (Пn – ? → Пn+1).

Очевидно, упорядочение всегда результирует прирост упорядоченной сложности: ∆s' > 0, а при разупорядочении всегда ∆s' < 0.

Что касается переупорядочения, то его далее следует дифференцировать на:

3.1. Процессы усложняющего переупорядочения (Пn Пn+1).

3.2. Процессы упрощающего переупорядочения (Пn Пn+1).

3.3. Процессы одноуровневого переупорядочения – в рамках одного уровня сложности (Пn → Пn+1).

Для обозначения формостроительных процессов в различной специальной, общенаучной и более продвинутой, позитивной философской литературе используются такие термины, как структурирование, структур(ал)изация, структуро-, морфогенез, гетерогенизация и другие. Для обратных – деструктурирование, деструкция, гомогенизация...

Автор отдаёт предпочтение термину структурирование (и де~) и будет пользоваться им чаще. Будет также применяться термин макроформирование, под которым понимается агрегирование микроформ в некоторое макроупорядочение, будь то неделимая макроформа или отграниченная суммация.

Итак, мы, наконец, переходим к классификации типов динамики структурности, более разработанной и полной, также терминологически унифицированной по сравнению с имеющимися в литературе и известными нам подходами и наработками.

Предварительные замечания.

Примем, что динамика структур(ы) может быть только положительной (или нулевой): ∆s всегда ≥ 0.

В случае ∆s > 0 имеются три возможные варианта динамики структурности:

1) Δs' > 0; 2) Δs' < 0; 3) Δs' ≈ 0.

Термины структурирование и структурирующий процесс будем прилагать к процессам как положительной, так и нулевой динамики s'.

Когда динамики структур(ы) нет (Δs = 0), динамики структурности быть не может (Δs' = 0).

Тип «структурирование вертикальное», или, что то же, «интенсивное»

Данный тип процессов представляет собой неусложняющее формообразование, здесь Δs > 0 и Δs' > 0.

Сюда подпадают:

во-первых, все процессы собственно упорядочения

(переход ХП). Их общая характеристика – выделение разнородных начал, или гетерогенизация, и их взаимодействие;

во-вторых, процессы усложняющего переупорядочения

(ПnПn+1). Их характерные черты – дифференциация на базе уже имеющихся структур, уплотнение порядка.

Примером упорядочения может служить синтез субъядерных форм и, как мы увидим дальше, любой процесс удерживающего макроформирования.

Что было вначале?

Вначале было нечто, тотально лишённое Формы (так же определял первоматерию Аристотель – стререзис формы). Большой Взрыв – неудачное наименование стартовой точки вселенского процесса, поскольку это был «не акт деструкции, а Космическое Рождение» – поэтизирует Л.Янг [5]. Это был действительно Большой акт вертикального структурирования: из первоначально недифференцированного потока космической плазмы уже в первые ничтожно малые доли секунды «выкристаллизовываются крошечные островки формы в море бесформенности» [5] – кварки, лептоны. Разряжение вещества и снижение температуры создало условия для агрегирования кварков в нуклоны (общее название для p и n) – весьма сложные и очень устойчивые структуры. Протон живёт 15 миллиардов лет или... вечно.

Далее постепенно, стадия за стадией, этаж за этажом развёртываются процессы макроформирования:

межнуклонное – образование ядер химических элементов;

межатомное – образование молекул;

межмолекулярное – кристаллизация, минералогенез, полимеризация, образование комплексных соединений, белков.

Остановимся на некоторых из них чуть подробнее.

Как происходит кристаллизация? Поначалу хаотично плавающие и сталкивающиеся молекулы начинают сцепляться, образуя надмолекулярное упорядочение кристаллической решетки. Кристаллам свойственно расти, самоорганизовываться – они выбирают из раствора свои «кирпичики» и пристраивают их на свои места.

Любопытна в этом плане судьба обсидиана.

Обсидиан – это аморфное вулканическое стекло, результат резкого (водяного) охлаждения лав: молекулы не успевают устанавливаться в адекватных им позициях кристаллической решётки и застывают как попало, запечатлевая хаос жидкости. Однако со временем обсидиан рябеет – появляются «снежинки» в чёрном теле стекла. Процесс кристаллизации нарастает, охватывая весь объём породы – чем глубже исследователь заглядывает в геологические времена, тем реже и реже находит он обсидиан. В породах возрастом в несколько миллионов лет обсидиан не встречается вовсе.

Не менее интересный пример консервативного структурирования дают силикаты, составляющие около 75% земной коры.

Пример макроформирований потоковых структур – цепочка прокариота → эукариота (как результат симбиотической «сборки» прокариот) → многоклеточный организм (в человеческом организме воедино увязаны 100 триллионов эукариотических клеток, разнообразно и тонко дифференцированных, «многоэтажно» упорядоченных – на тканевом, органном, организменном уровнях).

Заметим общую немаловажную закономерность названных процессов макроформирования – они сочетают:

макроупорядочение, что предполагает преодоление межмикроформного хаоса порядком некоторой макроформы, и

удержание микроупорядочения = сохранение структурных накоплений предыдущих стадий, агрегируемых микроформ.

Вот почему выше мы говорили об «этажировании»: всякий последующий этаж может состояться только при условии сохранения предыдущего.

Пока макроформирование происходит как удерживающее агрегирование (вообще же это имеет место не всегда) [6], общая структурность в таком процессе, по меньшей мере, не убывает, а в случае удерживающего и упорядочивающего – всегда возрастает. Хотя это достаточно очевидно, всё же попытаемся проанализировать эту закономерность и математически.

Общую сруктурность участвующего в макроформировании вещества обозначим через S'О. ∆S'О (в зависимости от того, как именно считать s') можно описать как сумму ∆S'1,...,n + ∑ ∆s'i.

Поскольку ∆s'i = 0, или в определённых случаях > 0 (так, атомы-доноры и атомы-акцепторы упрочивают свои структуры, когда образуют соединения, компенсирующие асимметричность их электронных оболочек, как в случае Na + Cl → NaCl), и ∆S'1,...,n > 0, постольку ∆S'О = ∆S'1,...,n + ∑ ∆s'i > 0.

Яркими примерами усложняющей перестройки могут служить ароморфоз, и техногенез (как в целом, так и его творческая составляющая в особенности).

Ароморфоз представляет собой магистральное направление эволюционирования организмов (заметим: слово слагается из двух греческих – airo = поднимаю и morphe). Ароморфоз означает усложнение организации и достигается дифференцированием и новообразованием в строении органов, что в свою очередь обеспечивает становление новых, более «высоких», или совершенствование имеющихся функциональных способностей. Происходящие в ходе ароморфоза структурные изменения имеют универсальный характер, они дают возможность расширить использование условий среды. Общая черта ароморфозов – они удерживаются в ходе дальнейшей эволюции и результируют новые, иерархически выстраивающиеся систематические группы – классы, типы, некоторые отряды.

Несколько конкретных примеров: ароморфоз – это всегда появление какого-нибудь нового структурного блока, напр., появление скелета как места прикрепления мышц; замена пластов гладкой мускулатуры на пучки поперечно-полосатой (у членистоногих); появление сердца у рыб, затем трёхкамерного – у кистепёрых; разделение артериального и венозного кровотока у птиц и млекопитающих.

Все эти структурные новшества имеют общий характер, они повышают интенсивность жизнедеятельности их обретающих организмов, что предполагает рост подвижности, переход от пассивного питания к активному, становление новых функций.

Ароморфоз, таким образом, соответствует вертикальному структурированию и биологически, и лингвистически.

Техногенез

Наряду с общепринятым определением человека как homo sapiens существует и ряд других определений, среди которых большего внимания, как нам представляется, заслуживает определение, данное Б.Франклином, – tool-making animal или, что то же самое, homo faber.

Зримо человек вычленяется из царства животных как техногенное существо, homo faber. там, где он появляется и пребывает, беспрестанно образуются новые формы, не встречающиеся, не виданные в природе. Артефакты наряду с письменностью служат вещественным доказательством абстрактного мышления, делают его документальным.

Определение faber, на наш взгляд, более соответствует человеку, поскольку sapiens – весьма нагруженное, ёмкое, ко многому обязывающее имя, нежели просто «абстрактно мыслящий». История и современность человечества содержит слишком много примеров абстрактного мышления и орудийной практики не совместимых с понятием разумный.

Faber – да, Sapiens – увы, часто совсем нет (или мы не есть один вид – если не биологически, то нравственно, психологически?).

Прослеживая различные ветки техногенеза, можно заметить, как сконструированные человеком поначалу простые структуры затем дифференцируются, дополняются, надстраиваются. В ряде случаев достигнутое накопление формы отбрасывается, с тем чтобы уступить место принципиально новому техническому решению. Последнее, однако, неизменно воплощает гораздо более сложный уровень организации. Далее опять наступает этап эволюционного усложнения.

Техногенез наглядно показывает, что интенсивное структурирование сопровождается уплотнением, утоньшением текстуры, заполнением пустот.

Давайте бегло проследим динамику s' в одной ветке техногенеза – развитии вычислительной техники.

Первая электронная цифровая ВМ ENIAC представляла собою громоздкое устройство из 18000 вакуумных ламп и прочих деталей. Вакуум есть вакуум, структурный ноль. Переход к полупроводникам – второе поколение ЭВМ – очевидно, означает резкое уплотнение антропогенной текстуры. Применение интегральных схем: малых (ИС) → средних (СИС) → больших (БИС) и сверхбольших (СБИС), сочетающих в едином модуле сотни, тысячи,... транзисторов, резисторов, диодов – последующий революционный сдвиг в этом же направлении. Шестое поколение, видимо, связано с фотоникой (основой процессов здесь служат потоки фотонов). В перспективе – создание молекулярных вычислителей (или биокомпьютеров). Молекулярные материалы позволяют записывать до 1010 бит на одном квадратном сантиметре.

В русле этой тенденции достигается, по всей видимости, максимальная плотность антропогенного структурирования.

Как отмечалось выше, внешняя функция может служить хорошим опосредующим показателем интересующего нас внутреннего качества формы, её s'. В истории вычислителей это особенно наглядно:

Поколение ЭВМ

Технологический базис

Внешняя функция

(быстродействие),

опер./с

Первое

Электронные лампы

104

Второе

Полупроводники

105

Третье

Интегральные схемы (ИС)

106

Четвертое

средние ИС

108

Пятое

БИС, СБИС

1010

Первое поколение ОВМ

1012

Почти в такой же степени возросла и ёмкость памяти [7].

Тип «структурирование горизонтальное», или «экстенсивное»

Данный тип процессов представляет собой неусложняющее новообразование. Строение форм меняется, разнообразится, однако изменения эти протекают в рамках одного уровня сложности: ∆s > 0 и ∆s' ≈ 0.

Такой характеристикой могут обладать только соответствующие процессы переупорядочения. Рассмотрим два примера.

Идиоадаптация – второе по важности направление эволюционирования организмов – представляет собой приспособление к специальным условиям среды, не изменяющее уровня организации.

Примеры идиоадаптаций – колючки растений; плоская форма ската, камбалы; многообразные структурные вариации пятипалой конечности млекопитающих, обеспечивающие плавательную, лазательную, роющую, хватательную и летательную функции. Так же как и диверсификация конечностей и клювов колибри, пеликана, попугая, цапли,..., при всём своём структурном разнообразии всё же сводится к частным, специальным структурным приспособлениям, не задевающим уровня организации целого.

Пример горизонтального структурирования из иной области – профессионализация как процесс, взятый в аспекте сопоставления развивающихся индивидуумов. Познание и удержание познанного, обретение и закрепление умений, навыков – процесс нейрофизиологический. Фиксация информации в мозгу происходит посредством нейроструктур второго порядка. Первичные, биологические нейросети в ходе гносеогенеза наращиваются вторичными, социогенными. Иными словами, индивидуум как некоторая упорядоченная форма усложняется.

Однако, если некий Иванов нарабатывает нейронные связи, обеспечивающие ему соответствующие навыки и умения в области, скажем, языкознания, а Петров в то же время претерпевает усложнение как будущий скрипач, при условии, что на выходе мы получаем хорошего, талантливого филолога и хорошего, талантливого скрипача, Иванов и Петров вряд ли будут сильно различаться по s', если будут различаться вообще.

Тип «структурирование мультипликативное»

Здесь имеется в виду всякий рост числа носителей исходного строения; сюда же, с оговоркой, можно отнести и увеличение размеров, вещественной представленности уже имеющихся форм. ∆s = 0, ∆s' = 0.

Примерами мультипликации могут служить:

рост кристалла по отношению к кристаллическому телу;

не осложнённые мутациями бесполое размножение, партеногенез, клонирование (о последнем иногда говорят как о биологическом ксероксе).

Половое размножение, в отличие от перечисленного, сочетает редупликацию генов и новые комбинации, поэтому если половое размножение рассматривать не в целом, а по частям, то в нём следует признать компоненты мультипликации и, по меньшей мере, экстенсивного структурирования;

Техногенез, если его анализировать по аспектам, тоже слагается из разных типов структурирования – вертикального, горизонтального, мультипликативного. Последний представлен различными видами нетворческой производственной деятельности – штамповка, изготовление деталей по чертежу, вообще шаблонное, серийное производство.

Здесь мы коснулись проблемы дифференциации разнохарактерных аспектов комплексных процессов. На данном этапе мы ограничимся лишь кратким замечанием: следует различать аспекты процесса «форма n → форма n + 1» и «материал → форма». В приводимых по мультипликации примерах рассмотрению, очевидно, подлежал аспект сопоставления новых форм с исходными.

Тип «деструктурирование»: ∆s > 0 и ∆s' < 0

Под данный тип подпадает весьма широкий спектр существенно различных процессов, которые следует внимательно проанализировать и различать; здесь нам предстоит произвести дальнейшую, в несколько ступеней, дифференциацию (под)типов.

К деструктурированию, с одной стороны, относятся любые процессы разупорядочения (распада, разрушения), с другой – процессы упрощающего переупорядочения. Начнём с разупорядочения.

(Под)тип «эндогенное деструктурирование»

Это процессы разрушения форм, которые происходят без активного силового внешнего вмешательства, под действием внутренних факторов – лаконичнее, но менее точно, это процессы самораспада.

Примерами могут служить 1) распад ядер радиоактивных элементов; 2) в известной мере износ машинной техники; 3) для диссипативных/потоковых структур – старение и естественная смерть организмов.

Пожалуй, можно заметить, что это всё энтропийно-детерминированные процессы, в этом смысле приписываемая им характеристика «само-» уместна.

(Под)тип «экзогенное деструктурирование»

Это процессы разупорядочения, вызванные внешними к форме причинами внеэнтропийной природы.

В зависимости от характера внешних факторов данный тип важно дифференцировать далее на:

деструктивную интерференцию исходно независимых процессов;

телеологическое деструктурирование.

Под деструктивной (или деструктурирующей) интерференцией мы понимаем случайное, немотивированное, не обусловленное целью наложение исходно независимых процессов. Часто это процессы весьма различной природы.

Разномасштабными примерами могут служить:

1. Биоценотическая катастрофа, вызванная падением тунгусского метеорита.

2. Образование нейтронного вещества на звёздах массой более 1,4 солнечной.

При массе ≥ 1,4 солнечных равновесие между силами гравитации и давления звёздного «газа» (состоящего главным образом из ядер гелия и электронов) нарушается в пользу гравитации, звезда сжимается, плотность вещества чрезвычайно возрастает, электроны «вдавливаются» в атомные ядра и соединяются с протонами – это означает разрушение наднуклонных структур (в данном случае атомных ядер). Так образуются нейтронные звёзды, целиком состоящие из нейтронов – в одном кубическом сантиметре такой звезды содержатся миллиарды тонн нейтронной материи.

(Под)тип «телеологическое деструктурирование»

Это неслучайное, мотивированное, целеобусловленное разрушение.

Очевидно, эта характеристика приложима лишь к процессам живой природы (и тем явственнее необходимость их выделить в отдельную группу, чем ближе мы подходим к виду homo sapiens.)

Какова их сущность?

Дабы ответить на этот вопрос нам, пожалуй, придётся поставить следующий – вопрос о векторном качестве самоорганизованных форм.

Под векторностью или векторным качеством формы мы понимаем деятельностную направленность формы в интересующем нас аспекте динамики структурности. В принципе такая направленность может быть:

структурирующая – как по характеру самой активности, так и по нацеленности;

непроявленная / индифферентная;

деструктурирующая (деструктивная – как частный случай).

О векторости в этих случаях естественно говорить – 1) положительная, 2) нулевая (или непроявленная) и 3) отрицательная (или обращённая).

Какова же она, векторность самоорганизованных форм?

Образование обозримой вселенной от начальной точки, неудачно именуемой Большим Взрывом, представляет собой, как уже было показано, цепочку процессов удерживающего макроформирования: нуклоны (если начинать отсчёт именно с них) → ядра, атомы → молекулы → кристаллы, полимеры → делимые макроформы неорганической природы (геологические макротела, планеты, звёзды, звёздные скопления, галактики). В той мере, в какой чрезмерная гравитация не препятствует образованию и существованию макроформ, структурность материи в этой последовательности возрастает или, по крайней мере, в случае делимых макроформ, не убывает. Этот чрезвычайно масштабный структурирующий процесс разворачивается естественно, самостийно, он имеет характер Закона, описывающего принцип поведения стационарных структур.

Существенно иной тип упорядочения – пото