Управление большими системами (стр. 14 из 14)

Рассмотренные выше условия изменения энтропии (неопределенности) биосистемы обладают общей следующей особенностью: влияние среды оценивается лишь по изменению неопределенности или уровня организации биосистемы.

Более четко принцип самоорганизации был сформулирован в 1962 г. В. М. Глушковым. При этом рассматривалось взаимодействие системы (в том числе и биосистемы)" со средой и изменение неопределенности системы как функция этого взаимодействия. Пусть Q представляют собой сигналы среды, воспринимаемые биосистемой как обучающая последовательность. Среди всех обучающих последовательностей есть последовательность Q₀, при которой энтропия биосистемы максимальна. Вообще говоря, обучающую последовательность Q₀ можно считать тем первоначальным контактом, который биосистема установила с данной средой. Понятно, что если биосистема способна обучаться, то каждый последующий контакт со средой может уменьшать неопределенность системы. Тогда изменение неопределенности

DH^Q=H^Q-H^Q0 (1.21)

является величиной отрицательной.

По В. М. Глушкову, способность системы к самоорганизации тем выше, чем больше величины S или Z. В отличие от оценок абсолютной и относительной организации "в данном случае рассматривается изменение неопределенности не на фоне Н_m — максимально возможной неопределенности, связанной с внутренними структурными и функциональными возможностями, а на фоне H_m — максимальной неопределенности, вскрываемой в данной биосистеме определенными воздействиями среды. Такой подход позволяет косвенно через параметры биосистемы судить о свойствах среды и о способности данной биосистемы обучаться в данной среде.

Таким образом, принцип самоорганизации может пониматься следующим образом: система обладает способностью к самоорганизации в данной среде, если в результате многократного взаимодействия с ней неопределенность системы по отношению к максимальной неопределенности, проявленной системой в данной среде, убывает.

Более прямое сравнение функционирования биосистемы в среде возможно, если рассматривать однотипные показатели среды и системы; например, сложность H_m и относительную организацию R. Такой подход позволил сформулировать принцип адекватности биосистемы и среды [201. При этом из всей совокупности параметров, по которым биосистема и среда взаимодействуют, были выбраны два наиболее важных: степень сложности и уровень организации. Для биосистем, действующих в среде постоянной сложности и организации, справедлив статический принцип адекватности: чтобы успешно функционировать в среде, сложность и организация биосистемы должны быть адекватными сложности и организации среды. Условно этот принцип можно выразить следующим образом:

где индекс е означает принадлежность к среде, s — к системе.

Рассматривая свойства биосистем в связи с функционированием их в среде, А. М. Молчанов пишет: «Биологические объекты сложны не только внутренне. Они функционируют в сложной, нередко быстро меняющейся среде. Более того, есть серьезные основания думать, что сама сложность их строения носит «компенсаторный» характер. Они именно потому и сложны, что в ответ на любое воздействие среды развивают внешнюю защитную реакцию таким образом, чтобы сохранить максимально неизмененной свою внутреннюю структуру» [92]. Таким образом, «компенсация» воздействий среды есть один из возможных способов установления адекватности между биосистемой и средой.

Установление адекватности между системой и средой по сложности организации является конкретизацией принципа уравновешивания организма со средой И. П. Павлова.

Используем теперь идею И. П. Павлова о динамическом уравновешивании применительно к взаимодействию системы и среды. Сформулируем принцип динамической адекватности: при изменении сложности и организации среды биосистема стремится достичь нового уровня адекватности по сложности и организации со средой с минимизацией времени, затрат вещества и энергии, т. е.

H^s_m(t)»H^e_m(t); R_s(t)»R_e(t). (1.26)

В динамическом принципе адекватности указывается на оптимизацию таких важнейших параметров жизне деятельности биосистемы, как время, вещество и энергия. При установлении адекватности по сложности и организации поведение биосистемы основывается на сложной форме обратной афферентации и работе акцептора действия, а изменение показателей сложности и организации может подчиняться принципу наименьшего взаимодействия.