Принципы динамической организации

ВВЕДЕНИЕ

Чрезвычайно важным обстоятельством является то , что почти во всех работах по общей теории систем рассматриваются именно вопросы описания поведения систем , при котором остаётся в тени источник движения и развития системы , то есть осуществляется , если можно так сказать , кинематический подход . В методологическом отношении более важной представляется именно эта сторона , игнорированная общей теорией систем . Если верно , что все коллизии бытия системы заключены в её внутреннем и внешнем взаимодействии , то естественно положить в основу общей теории систем некоторую совокупность феноменологических положений , отражающих причинно-следственные отношения систем , то есть представляющих основные моменты поведения систем в их внутреннем и внешнем взаимодействии . Иными словами , не следует ли создать общую теорию систем по образу динамики Ньютона , устанавливающей в своих исходных положениях совокупность причинно-следственных механических отношений тел , на основе которых прочно покоится «теория механических систем» . Но тогда общая теория систем в общую теорию динамики , на основе которой можно рассмотреть динамическую организацию вообще и её различные принципы .

Путь в динамику систем проходит через понятие структуры . Говоря полнее , исследование динамики системы непосредственно связано , а точнее - предполагает знание одной из важнейшей её сторон - структуры . Вместе с тем , проблема структуры и вне связи с общей динамикой систем имеет большое значение для всех наук в связи с развитием структурно-системного метода исследования . В последние годы проблема структуры привлекает к себе внимание широкого круга исследователей .

Первым моментом . требующим определения , является понятие состояния системы или понятие состояния движения системы . Под термином состояние системы везде ниже будем понимать состояние движения (внутреннего и внешнего) системы .

Некоторые учёные считают , что поиск определения понятия состояния в общем его выражении , пригодном для всех систем , есть задача трудная , а возможно даже невыполнимая . В этом суждении есть резон . Но без понятия состояния , как известно , не обходится ни одна из специальных наук .

Дадим определение : состояние движения системы представляется величинами некоторого набора характеристик , отражающих субстанциональную и структурную сторону системы . Динамическое состояние (состояние движения) материальной точки , например , при известной действующей силе задаётся значениями трёх координат и трёх импульсов (или скоростей) в данный момент времени . Состояние микросистемы (ядра , атома , молекулы) задаётся набором собственных значений квантово-механических переменных , то есть известной совокупности квантовых чисел . Состояние однородной уравновешенной термодинамической системы описывается двумя независимыми параметрами (давлением и температурой или объёмом и энтропией и т. д.) . Сложнее вычленить независимые переменные в таких системах , как организм , общество и т. д. , но основные элементы , играющие решающую роль в определении состояния , могут быть указаны и здесь . Известно , например , что состояние общественной системы определяется уровнем развития производительных сил и характером производственных отношений . Более глубокое расчленение , детализация и конкретное количественное и качественное описание этих элементов будут точнее представлять состояние общественной системы .

В общем случае можно сказать , по-видимому , что состояние движения системы есть её бытиё в данный момент времени . Это определение , однако , не решает проблемы состояния , ибо в последующем должны быть изысканы средства для конкретного описания и количественного представления бытия системы в каждый момент времени , а именно этот аспект и несёт в себе главную трудность .

Теперь можно сформулировать некоторые общие принципы динамической организации справедливые для широкого круга систем (начиная от атомных ядер) , и которые в качестве независимых постулатов следует положить в основу аксиоматики общей динамики .

Принцип первый . Всякая система имеет состояние , характеризующееся тождественным внутренним обменом движущейся материи , к которому стремится в условиях равновесной окружающей среды .

Возьмём микросистему - атом , молекулу . В условиях термодинамического равновесия окружающей среды микросистема осуществляет периодический (некоторому случайному закону) нетождественный внутренний и внешний обмен , поглощая и излучая фотоны . состояние системы испытывает изменения (возбуждения и переходы в основное состояние) , колеблющиеся возле некоторого среднего значения , определяемого конкретными условиями термодинамического равновесия . Система оказывается уравновешенной в среднем . Внутренний и внешний обмен стационарны и тождественны в среднем значении их характеристик . Можно поэтому сказать , что микросистема , находящаяся в составе термостата , стремится к своему в среднем равновесному состоянию .

Теперь рассмотрим предельный случай внешнего равновесия , когда во внешнем обмене микросистемы отсутствует положительная составляющая , то есть когда система не получает движущейся материи извне . Иначе говоря , этот случай предельного внешнего равновесия системы характерен отсутствием окружающих частиц и других форм материи , способных возбудить микросистему . Неуравновешенная микросистема (радиоактивное ядро , возбуждённый атом или молекула) в этих условиях стремится к основному стационарному состоянию с минимумом энергии . Этот процесс сопровождается отрицательной составляющей нетождественного обмена - излучением фотона (при высвечивании ядра атома или молекулы) или выбросом других частиц (в случае радиоактивного распада ядра) . Конечное основное состояние характерно стационарным тождественным внутренним обменом . Внешний обмен в таких условиях обращается тождественно в нуль .

Макросистема в термодинамически равновесной среде также уравновешивается сама с собой и с окружающей средой . Этот процесс происходит под действием нетождественного в общем случае внешнего и внутреннего обмена . Начальные условия определяют изменение энтропии системы , которое может быть как положительным так и отрицательным (нагретое тело , помещённое в термостат с более низкой температурой , например , стремится к равновесию через уменьшение собственной энтропии) .

Предельный случай равновесного окружения с отсутствующей положительной составляющей внешнего обмена в макромире - замкнутая система . Как известно из второго начала термодинамики , замкнутая система под действием нетождественного внутреннего обмена (перераспределения материи) стремится к равновесному состоянию с максимумом энтропии и характеризующемуся стационарным тождественным внутренним обменом .

Очевидно , что рассматриваемый принцип справедлив и по отношению к организму и более сложным системам , ибо ни организм , ни другая сложная система не способны к функционированию в условиях детального равновесия среды , поскольку сами уравновешиваются . В обычных условиях , обеспечивающих жизнедеятельность организма , окружающая среда не уравновешена . В среде , окружающей организм , имеется ряд веществ (белки , жиры , углеводы и пр.) , обладающих сложной структурой и пониженным содержанием энтропии , за счёт разрушения которых организм поддерживает в самом себе внутреннюю и внешнюю уравновешенность . Если уберите из окружающей среды неуравновешенные вещества , привести её в детальное равновесие , как сразу же в равновесное состояние придёт и организм , тогда его глубоко дифференцированная структура распадётся .

 Скачать реферат