Самоуправляемые системы и причинность - [11]

В описанных случаях слабые взаимодействия одних объектов вызывают сильные взаимодействия других объектов. Такого рода слабые взаимодействия мы назовем пусковыми.

Бывают такие слабые взаимодействия объектов, которые выполняют функцию регулятора направления и интенсивности сильных взаимодействий других объектов. Одна застрявшая ветка может привести к образованию мели и изменению русла реки. При помощи небольшого усилия можно, выдвигая или опуская за-

' См. Б. С. Украинцев. Отображение в неживой природе. М, 1969, стр. 9 — 58.

35

слонку, увеличить или уменьшить расходы воды в большом канале. Ничтожные по напряжению и силе переменные электрические токи в колебательном контуре радиоприемника, соединенном с сеткой электронной лампы, вызывают изменения значительно большего по напряжению и силе анодного тока.

В этих случаях слабые взаимодействия одних объектов изменяют условия, в которых происходят сильные взаимодействия других объектов и, следовательно, изменяют интенсивность или направление сильных взаимодействий в соответствии со своим законом изменения. Мы назовем такого рода слабые взаимодействия модулирующими.

Все перечисленные взаимодействия похожи на элементарный акт управления. Это дало повод некоторым популяризаторам идей кибернетики искать образцы управления в неживой природе. В качестве подтверждения мысли о существовании управления в мире физических явлений приводилось воздействие случайно лежащего на пути лавины камня, который изменяет направление ее движения, и т. д.

Хотя рассмотренные пусковые и модулирующие взаимодействия играют важную роль в процессах самоуправления (в следующих главах мы покажем, что информационная причинность и целевое самопричинение основаны на этого типа взаимодействиях), сами по себе они все же не являются актами управления. В неживой природе эти взаимодействия возникают стихийно, нерегулярно и выражают случайные и внешние отношения объектов. Спорадически встречающееся в неживой природе усиление действия при пусковых и модулирующих взаимодействиях еще не является одним из основных принципов взаимодействия — принципом усиления, каким он становится в процессах самоуправления.

Взаимодействие объектов в неживой природе со-

36

вершается в соответствии с принципами наименьшего действия и наибольшей вероятности. Согласно первому принципу, для данного класса сравниваемых движений материальной системы действительным будет то движение, которое вызывается наименьшим значением физической величины, называемой действием. Этот принцип можно переформулировать как принцип наименьшей работы, которая затрачивается на действительное движение системы.

Так, например, ручей прокладывает себе русло только по такой траектории, которая связана с наименьшей затратой работы при стоке воды. Электрический разряд в воздухе (молния) происходит по траектории, следующей в направлении наименьшего электрического сопротивления, там, где воздух больше всего ионизирован, и т. д.

Согласно второму принципу (наибольшей вероятности), все физические закрытые системы переходят от статистически менее вероятного состояния к более вероятному состоянию, т. е. от большей упорядоченности и организации к меньшей упорядоченности. При этом уменьшается та доля энергии системы, которая может быть превращена в работу. Происходит необратимый процесс «обесценения» энергии, выражаемый ростом физической энтропии в соответствии со вторым началом термодинамики.

Оба эти принципа неприменимы для описания взаимодействия элементов самоуправляемой системы, самоуправляемых систем с внешней средой и друг с другом, если рассматривать процесс в целом. Если же брать отдельные элементы процесса самоуправления, то они могут быть описаны при помощи физических понятий, в том числе и упомянутых принципов.

Так, например, сидящая на нижней ветви ели белка, увидев у подножия соседнего дерева гриб, вместо того чтобы спуститься на землю и побежать за ним

37

кратчайшим путем, предпочитает взобраться повыше, а затем, перепрыгнув на ветви соседнего дерева, спуститься за добычей. Каждый элемент поведения белки может быть описан в строгом соответствии с физическими законами: столько-то калорий было затрачено на подъем, столько-то единиц силы было приложено, чтобы придать необходимое ускорение при прыжке, и т. д. Однако ответить на вопрос, почему белка совершила такой неэкономичный путь, почему она сперва перешла от более вероятного к менее вероятному состоянию, одна только физика не в состоянии.

При физическом взаимодействии объектов между ними происходит обмен вещества и энергии. При взаимодействии с внешней средой самоуправляемая система тоже участвует в обменных процессах. Однако характер таких обменных процессов уже иной. Все самоуправляемые системы принадлежат к классу открытых систем '. Они активно извлекают из внешней среды энергию в большем количестве, чем это необходимо для компенсации роста энтропии, обусловленного необратимыми процессами внутри самоуправляемой системы. Тем самым они обеспечивают регулярное взаимодействие своих элементов и подсистем.

Использование энергии внешней среды позволяет самоуправляемым системам быть в некотором смысле антиэнтропийными. За время существования таких систем их энтропия поддерживается на одном уровне или даже временами уменьшается, если система достаточно высоко организована и способна к прогрессивному развитию.