<<метафора вместо введения
Однажды, некий человек, проходя мимо каменоломни, увидел трех внешне похожих рабочих, которые с утра кололи камни на жаре. Он внимательно пригляделся и заметил, что один выглядел замученным, второй озабоченным, а третий воодушевлённым и его лицо как бы немного сияло. Он подошел и спросил всех троих, чем они занимаются, и получил такие ответы… Первый замученный сказал, что бесконечно давно долбит эти проклятые камни и уже забыл зачем, у него болят спина и руки, и давно хотел бы бросить это занятие. Второй сказал, что здесь не просто так, а у него есть цель – зарабатывать деньги, чтобы кормить себя и многодетную семью. Третий ответил, что он абсолютно свободен и здесь находится по своему желанию для того, чтобы построить храм, который принесёт пользу всему миру.
>>

Так устроен человек, что в сферу его интересов входит прогресс. Человечество заинтересовано в развитии многих областей: техники, социума, бизнеса и т.п. Как же определить где происходит улучшение старых характеристик, а где происходит принципиальный прорыв на новый уровень? Где исчерпывается один уровень и начинается другой? Блестящий ответ на этот вопрос содержится в работах известного советского физика и математика В.Ф. Турчина, который разработал кибернетическую теорию эволюции систем [1].

Под системой понимается любой объект, существование которого не вызывает сомнений. Это может быть, как материальный объект, так и объект из любой области знаний человека, будь то биологическая клетка, атом, число, программа, деятельность, процесс и т.д. Какова бы ни была их природа, для обобщенной теории эволюции важен только факт их существования. Сама теория весьма проста для понимания.

По наблюдениям Турчина эволюция системы $$ происходит скачкообразно в момент образования метасистемы $$. В данном случае приставка мета- используется в смысле над-, поверх, обобщение и т.п. Метасистема $$ либо включает, либо изучает, либо управляет одной или множество систем типа $$.


На математическом языке это записывается $$. Фигурные скобки означают множество, то есть – одну, несколько или даже бесконечное количество экземпляров. Набор может состоять как из одинаковых копий, так и разных экземпляров, которые относятся к одному классу. Знак тильды $$ означает набор отношений и операций: управление, подчинение, включение, изучение, осознание, и т.д… Какие именно операции имеют значение зависит от поставленных целей.

Операцию $$ можно повторить для реализации второго метаперехода $$, третьего $$ и так далее, то есть образовать цепочку метапереходов. Данное простое описание имеет множество применений для анализа и классификации систем. Интересны такие явления, как: степень влияния верхних систем на нижние, возможность или невозможность создать следующий уровень, какие перспективы открывает следующий уровень, а также наличие предельной метасистемы, когда операция повторяется много раз.

Приведем несколько примеров. Удивительно, что некоторые важные вехи биологической эволюции можно описать в терминах обобщенной эволюции. Согласно материалистической теории сначала были молекулы, которые объединились в метасистему и получился простейший живой организм — биологическая клетка. Далее клетки объединились в новую метасистему и получился многоклеточный организм. Таким образом, операция ~ означает объединение и подчинение.

Последующая цепочка развития происходит через операцию ~ поднятия уровня управления жизнедеятельностью. Примитивный организм обладает положением в пространстве, но не управляет им. Необходимость управлять положением приводит к способности двигаться. Необходимость в управлении движением приводит к появлению системы реакций и рефлексов. Рефлексы и реакции получают команды с уровня системы желаний. Необходимость управления желаниями приводит к появлению высшей нервной деятельности [1,2].

Признаки обобщенной эволюции находятся практически во всех областях знаний, многие из которых являются результатом высшей нервной деятельности. Рассмотрим пример математики, где в качестве ~ используется операция обобщения, а в качестве начальных объектов используются реальные объекты нашего мира. На заре развития цивилизации человек не умел считать и оперировал предметами, не вдаваясь в точный подсчет. Когда же возникла потребность в счете, то произошло обобщение и появилось понятие абстрактного числа, которое стало применимо к любым предметам. Например, единица могла использовать для обозначения как человека, так и вещи, так и животного. Правда, какое-то время использовались конкретные правила типа 1+2=3.

Следующий скачок произошел, когда еще более абстрактный математический знак стал означать не конкретное число, а любое число. Тогда появилась запись типа a+b=c. Дальнейшее развитие произошло при переходе к абстрактным операциям с абстрактными объектами. Тогда появились понятия множества алгебр, пространств, групп и других подобных конструкций [3,4]. Последующие метапереходы ставят вопросы о выходе за пределы самой математики. Так, например, происходит при рассмотрении парадоксального понятия множества всех множеств и связанного с ним парадокса Рассела, который неразрешим в пределах обычной логики и теории множеств [5].

Как видно из вышеописанного – метасистема уровнем выше легко решает задачи более низкого уровня и расширяет круг решаемых задач. Еще одним замечательным свойством системы $$ является переход от исключающего «или одно или другое» к включающему «и то и другое разрешено». Например, система, состоящая из одного бита может находиться или в состоянии «0» или в состоянии «1», в то время, как система из нескольких бит уже использует нули и единицы в разных комбинациях не испытывая ограничений нижнего уровня.

Давайте рассмотрим вопрос, – какие существуют предпосылки для образования метасистем? Для идей по этому поводу обратимся к исследованиям А.Н. Северцова биологической эволюции [6], так как эта теория имеет солидную фактическую базу и в ней представлен механизм перехода на новый уровень организации. Кратко опишем основы этой теории.

Эволюция живых организмов стимулируется изменениями во внешней среде и способствует выживаемости, размножению и подчинению других, несмотря на внешние воздействия. Согласно наблюдениям биологов, эволюция в организмах происходит по нескольким направлениям:
-примитивизация (катаморфоз);
-специализация (теломорфоз);
-интенсификация (гиперморфоз);
-гибкая подстройка (алломорфоз);
-переход на новый уровень организации (ароморфоз).

Ниже кратко раскроем их смысл.

Под примитивизацией подразумевается отбрасывание лишних функций и подсистем. Организм становится проще. Возможен эволюционный откат к предыдущим формам существования. Упрощение не может происходить бесконечно, и данное направление развития имеет свой очевидный предел. Под интенсификацией подразумевается усиление каких-то особых функций, благодаря чему, организмы бегают быстрее, прыгают дальше, кусают сильнее. Под специализацией подразумевается изменение функций, позволяющий перейти в нишу существования, где меньше конкурентов, врагов и больше доступных ресурсов. Гибкая подстройка позволяет перестраиваться без изменения функций, а только за счет заложенных на текущий момент степеней свободы.

Последнее направление – переход на новый уровень организации (ароморфоз) наиболее интересен, потому что наиболее близок к понятию метаперехода, хотя имеет более широкое значение. Метапереход может быть частью ароморфоза, как в приведенных выше примерах. В результате ароморфоза создается функция, система или организация жизнедеятельности, которые дают принципиально больше возможностей для их обладателей.

По наблюдениям А.Н. Северцова предпосылками для эволюции в этом направлении является осуществление развития в остальных вышеперечисленных направлениях. Если обобщить данную информацию до уровня теории систем, то получается, что для обобщенного эволюционного скачка требуется:
1. Наличие конструктивной цели у самой системы или у тех, кто ей пользуется. На самом деле этот вопрос заслуживает отдельной статьи, но по аналогии с биологическими системами положим в первом приближении, что должна включать долговременное существование, распространение, устойчивое развитие и т.д…
2. Освоение и проработка систем нижнего уровня, в результате чего лишние функции отпадают, а полезные функции доводятся до совершенства.
3. Занятие области, где мало препятствий, конкурентов или врагов и достаточно ресурсов. Выход на уникальность в своей области.
4. Достаточная гибкость для адаптации к изменяющимся условиям.
5. Организация метасистемы, которая взаимодействует с многими экземплярами системы нижнего уровня.

Для стабильного развития должен существовать баланс между разными направлениями. Сдвиг развития в одну сторону может привести к исчерпанию данного направления и краху системы. Интерес представляет точное определение признаков исчерпания направления и мер по стабилизации развития.

Примеры из информационных технологий
Примитивизация: маленькие утилиты linux: wc, cat, echo.
Интенсификация: переход от 32 разряда к 64, от FAT16 к FAT32 и т.п.
Специализация: перевод вычислений bitcoin на GPU.
Метаперход: распределенная файловая система Hadoop FS.

Список источников:
1. Турчин, В. Ф. Феномен науки: Кибернетический подход к эволюции [Текст] // М.: 2000. – 368 с. – ISBN 5-93386-019-0

2. Kovalev, S. V. Сoncept for the levels of psychotherapy and integral neuro-programming [Текст] // (http://psy-in.ru/articles/concept-for-the-levels-of-psychotherapy-and-integral-neuro-programming)

3. Мальцев А. И. Алгебраические системы [Текст] // М.: 1970 – 392 с. –УДК 512.8

4. Абрамов, С. М. Метавычисления и их применение [Текст] // диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 05.13.17 — теоретические основы информатики – ИПС РАН, – 1995 г. – с. 287

5. Вейль, Г. Математическое мышление [Текст] // Перевод с англ. и нем. М., 1989 – 400 с. – ISBN 5-02-013910-6

6. Северцов, А. С. Направленность эволюции [Текст] // МГУ, 1990. – 272 с. –
ISSN 5-211-00917--7

7. Кун, Т. Структура научных революций [Текст] // М.: 2003 – 605 с. –
ISBN 5-17-010707-2

<<
Д.А. РЫБАКОВ
Январь-2017
>>

P.S. при цитировании ссылка на автора очень желательная