Текст книги "На переломе эпох: выбор стратегии созидания будущего"

Изучение связей в качественном и количественном отношениях – одна из основных задач современного научного познания. На этом пути имеются и определенные трудности, связанные с выражением разного типа связей в едином измерении. Например, энергетический подход, осуществляемый в рамках термодинамического анализа, позволяет количественно определить только трофические связи, но при этом выпадают связи, возникающие при конкуренции.

С позиций кибернетического подхода на уровне биогеоценоза можно выделить различные типы связей – положительную обратную связь типа «плюс – плюс» или «минус – минус» и отрицательную обратную связь «плюс – минус». Положительные обратные связи приводят к непрерывному самоусилению процесса, что может вызвать неограниченное увеличение численности или массы вида (связь типа «плюс – плюс»), либо к исчезновению одного из видов (связь типа «минус – минус»). Отрицательные обратные связи ведут к установлению некоторого стационарного, стабильного состояния. Например, в случае стабильного состояния биогеоценоза в нем преобладают отрицательные обратные связи. Такое состояние характерно для биогеоценозов со сложившейся структурой. На ранних же стадиях их формирования преобладают положительные обратные связи, характеризующиеся нарастанием или уменьшением происходящих процессов.

Названные типы связей не исчерпывают многообразия взаимодействий между подсистемами сложных систем. В них можно выделить также связи типа «плюс – ноль», когда нарастание процесса не оказывает влияния на другую подсистему. Так, увеличение количества животных хотя и способствует росту численности бактерий или микроорганизмов, однако последние не влияют на повышение численности животных. Вероятно, можно выделить и связи типа «минус – ноль», которые уравновешивают избыток положительных обратных связей в биогеоценозе и обеспечивают его стабильность[81]81
  Старобогатов Я. И. Системный подход в экологии // Системные исследования: ежегодник. М., 1970. С. 117.


[Закрыть]. Характер связей, взаимодействующих элементов – решающее условие в обеспечении стабильности системы. «Наличие стабильности, – подчеркивает У. Р. Эшби, – всегда предполагает известную координацию в действии частей друг на друга»[82]82
  Эшби У. Р. Конструкция мозга. С. 97.


[Закрыть]. Вследствие этого в зависимости от способа взаимодействия элементов или частей системы данная система находится либо в стабильном, либо в неустойчивом состоянии.

Устойчивость сложных динамических систем достигается посредством регуляции на основе обратных связей. На уровне биосферы можно выделить два типа такого рода связей: универсальные и системно-организационные. Универсальные связи характеризуют природу явления как такового и определяются обычными законами физики и химии, всеобщими законами природы. Вместе с тем существует и большой класс связей, обусловленных устройством той материальной системы, в которой они протекают. Такие связи называются системно-организационными (как упомянутые ранее – прямая и обратная). «Общие законы природы едины, а конкретные материальные системы обладают индивидуальными свойствами, которые и составляют их специфику. Некоторая часть явлений, протекающая в любой материальной системе, обусловлена ее устройством и взаимодействием ее частей. Всякая система своим строением и внутренними связями накладывает определенные ограничения на проявление общих законов природы и порождает дополнительные системно-организационные связи между явлениями»[83]83
  Хильми Г. Ф. Современное состояние научных концепций биосферы // Методологические аспекты исследования биосферы. М., 1975. С. 93–94.


[Закрыть]. Как общие, универсальные, так и системно-организационные связи определяют нормальное функционирование систем, обеспечивают их устойчивость.

Выявление различного рода связей, их анализ и классификация имеют важное значение для современной науки, поскольку человек своей деятельностью во многих случаях оказывает отрицательное влияние на естественное течение природных процессов, сложившихся в ходе эволюции живой природы. Нейтрализация этих последствий должна основываться на знании конкретных типов связей, что означает разумное управление природными процессами в соответствии с объективными законами природы. Анализ различного рода связей имеет важное практическое значение, поскольку знание конкретных типов связей позволяет разработать специальные мероприятия по поддержанию устойчивости и целостности природных территорий.

2
Проблема устойчивости в современной науке

Устойчивость как общее свойство материальных систем имеет относительный характер: система, устойчивая в одних условиях, может оказаться неустойчивой в других. С термодинамической точки зрения абсолютная устойчивость достижима при очень больших величинах энтропии и, по существу, представляет собой тепловую смерть[84]84
  Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М., 1968. С. 299.


[Закрыть]. Относительная устойчивость, напротив, является основным условием жизни и ее эволюции. Поэтому всегда необходим конкретный анализ устойчивости системы, выраженный либо количественно, либо структурно. Количественная оценка устойчивости, как правило, проявляется в том, что система, состоящая из большого числа элементов, оказывается и более устойчивой. Однако увеличение количества элементов повышает устойчивость лишь в том случае, если оно не ведет к уменьшению структурной устойчивости, которая определяется способом сочетания элементов, совокупностью сохраняющихся связей в системе. Структурная устойчивость зависит от конкретных условий, в которых находится система. Выделяют две основные формы такой устойчивости: статическую и динамическую.

Статическая устойчивость характеризуется жесткостью связей между элементами, неизменностью последних, прочностью конструкции такого рода систем. Изменения, происходящие в системах, обладающих указанной формой устойчивости, представляют собой некоторое колебание вокруг положения равновесия (статического равновесия). Изменения во времени в итоге оказываются незначительными, и ими обычно пренебрегают. Примером такой устойчивости служат многие системы неорганической природы – устойчивость здания, горного сооружения и т. п. Механическая прочность связей между элементами обеспечивает устойчивость таких систем.

Динамическая устойчивость может означать как сохранение определенных состояний, так и всего процесса в целом. Она выражает и сохранение определенного качества, и переход в качественно иное состояние. Это устойчивость развивающихся во времени систем. Динамическая устойчивость основана на постоянных изменениях структуры, функций и даже внешней формы. Связи частей, определяющих системы данного типа, изменчивы, преходящи. Динамическая устойчивость характерна для систем подвижного равновесия, которое означает, что каждое из возникающих изменений уравновешивается другим, ему противоположным. Процессы синтеза и деструкции происходят в таких системах одновременно и взаимно уравновешиваются. Типичным примером динамической устойчивости может служить биологический организм, в котором единство процессов ассимиляции и диссимиляции обеспечивает подвижное равновесие.

Широко распространенным в природе типом динамической устойчивости являются периодические колебания. При периодических колебаниях уравновешивание противоположно направленных процессов происходит во времени, а подвижное равновесие означает уравновешивание противоположных изменений одновременно и непосредственно.

Особый тип динамической устойчивости – статистическая устойчивость, имеющая вероятностную природу. Понятие вероятности имеет смысл лишь в его соотношении с устойчивостью относительной частоты реализации случайных событий в масштабах массовых явлений. Именно наличие устойчивых распределений случайных событий или величин позволяет ввести количественную оценку их вероятности. При этом распределение означает, что независимо от изменений значений некоторых величин от события к событию, относительное число с определенным значением этих величин устойчиво. Выражая вероятность событий определенным числом, всегда основываются на относительной частоте появления данного события. «При практическом применении вероятностных методов исследования, – отмечает Е. С. Вентцель, – всегда необходимо давать себе отчет в том, что действительно ли исследуемое случайное явление принадлежит к категории массовых явлений, для которых, по крайней мере на некотором участке времени, выполняется устойчивость частот»[85]85
  Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М., 1962. С. 31.


[Закрыть].

Само массовое явление выступает как некоторая упорядоченная структура, для которой характерно устойчивое распределение событий различного типа. Вероятностные распределения, являясь структурной характеристикой данной системы, выражают наличие относительной устойчивости, упорядоченности в определенных типах массовых явлений. Причем частота наступления данного события является одной из существенных характеристик мира[86]86
  Нейман Ю. Вводный курс теории вероятностей и математической статистики. М., 1968. С. 16.


[Закрыть].

Наиболее точно понятие устойчивости определено в математике, где система считается устойчивой, если ее траектория в фазовом пространстве не выходит за пределы заданной ограниченной области при некоторых возмущающих воздействиях. Однако математическая теория устойчивости разрабатывалась преимущественно для описания поведения сравнительно простых систем. Адекватный математический аппарат для описания устойчивости более сложных систем разработан недостаточно.

Согласно термодинамическому подходу, любая замкнутая система с протекающим через нее потоком энергии наиболее вероятно развивается в направлении некоторого устойчивого состояния. С точки зрения статистических закономерностей система стабильна, если мала вероятность больших флуктуаций, способных увести ее от равновесного состояния.

Анализ материальных систем в аспекте устойчивости неразрывно связан с раскрытием закономерностей различных областей действительности, изучаемых конкретными науками. Если понятия отражают отдельные стороны, свойства, моменты действительности, то законы дают знание наиболее общих, устойчивых, существенных связей и отношений окружающего мира.

Закон отражает необходимые, повторяющиеся, существенные, устойчивые связи и отношения явлений и процессов окружающего мира. Как необходимая тенденция закон проявляется в зависимости от конкретных условий, выступая либо как возможность, либо как реальный процесс.

Законы, таким образом, выражают сохраняющиеся, существенные отношения, характеризующие те или иные явления, процессы окружающего мира. Открытие закона сопровождается познанием сущности отношений тех или иных явлений природы и поэтому выражает объективную функцию науки вообще. Если открыт «некий закон, вообще нечто устойчивое, отнесенное непосредственно к природе, то этим достигнут и максимально мыслимый предел объяснения»[87]87
  Юдин Э. Г. Системный подход и принцип деятельности: методологические проблемы современной науки. М., 1978. С. 283.


[Закрыть]. Фиксируя устойчивые, сохраняющиеся отношения, закон выступает как своеобразная форма этих отношений.

Существует два основных типа законов: законы сохранения (функционирования) и законы развития (изменения). Первые из них отражают относительную устойчивость данной системы в определенном состоянии, являются особой формой сохранения отношений; вторые – устойчивость механизмов и направлений развивающейся системы, способы ее преобразования. Единство устойчивости и изменчивости, выступая как общий закон природы (его конкретизацией служат законы сохранения и развития), характеризует все формы движения материи (а также и процесс познания, где данный закон известен как принцип соответствия). На основе выявления противоречивого единства устойчивого и изменчивого можно познать законы природы, о чем свидетельствует история научного познания.

В физике существует определенный тип законов, отражающих единство устойчивого и изменяющегося, – законы сохранения[88]88
  Веселовский В. Н. Философское значение законов сохранения материи и движения. М., 1964; Марков В. А. Проблема сохранения в философии и естествознании // Проблема сохранения и принцип инерции. Рига, 1970; Овчинников Н. Ф. Принципы сохранения. М., 1966.


[Закрыть]. В общем виде эти законы означают, что определенные параметры (или параметр) сохраняются при всех изменениях, происходящих в данной системе (физика, как правило, изучает изолированные системы, поэтому эти условия выполняются именно в таких системах).

В физических законах сохранения конкретизируется один из важнейших принципов философии – принцип несотворимости и неуничтожимости материи и движения. Закон сохранения и превращения энергии отражает противоречивость причинно-следственных связей, выраженную единством сохранения и превращения. Согласно этому закону, количество энергии в данной замкнутой системе остается постоянным, т. е. сохраняется при любых превращениях, происходящих внутри данной системы. При этом энергия не возникает и не исчезает, а лишь переходит от одного тела к другому или превращается из одной формы в другую. Данный закон обладает максимальной степенью общности, поскольку он применим ко всем формам движения материи, хотя и проявляется специфически. «Принцип сохранения энергии действует там и тогда, где и когда имеет место качественное превращение форм движения материи. А где есть движение материи, там всегда имеет место превращение форм ее движения. Закон применим не только к известным ныне превращениям форм движения, но ему будут подчиняться и другие, не известные сейчас формы движения и их превращения, поскольку это будут формы движения материи. Конечно, могут быть открыты новые формы проявления этого закона, не известные ныне»[89]89
  Овчинников Н. Ф. Принципы сохранения. С. 85–86.


[Закрыть]. Закон сохранения энергии обладает эвристическим значением, поскольку новые открытия, связанные с его нарушением, могут привести к обобщению данного закона, подтверждающему его действие. В законах сохранения выражена устойчивость соответствующих величин при их закономерных изменениях.

Выражением устойчивости физической реальности является и большой класс постоянных физических величин (константы), выражающих отношения между различными параметрами физических систем, постоянство их связей и отношений. К ним можно отнести универсальные постоянные (скорость света в вакууме, квант действия – постоянная Планка, постоянная гравитации, заряд электрона) и частные постоянные (константы равновесия в термодинамике, оптические постоянные и т. п.).

Открытие законов сохранения физической реальности в значительной степени способствовало развитию теоретической физики, исходными принципами которой являются сами эти законы. На наш взгляд, в других отраслях науки открытие законов сохранения будет способствовать развитию теории той или иной области науки, поскольку в этих законах отражены наиболее существенные отношения, описывающие нормальное функционирование той или иной системы.

Естественно, поведение системы не исчерпывается исключительно законами сохранения, оно определяется и законами изменения. Однако различие между первыми и вторыми законами весьма незначительно, поскольку любой закон выражает сохраняемость отношений, и потому законы сохранения есть особая форма сохранения отношений[90]90
  Марков В. А. Проблема сохранения в философии и естествознании // Проблема сохранения и принцип инерции. С. 107.


[Закрыть].

Законы сохранения характеризуют все материальные системы, хотя и проявляются в каждой из них специфически. При этом они отражают не просто неизменность тех или иных величин, а их изменение в процессах взаимодействий внутри системы, особенности процессов изменения. Отсюда следует вывод, что в процессах постоянного изменения и развития материальных систем определенные природные величины не возникают и не уничтожаются, а сохраняют свою качественную и количественную определенность. Законы сохранения показывают, что в природе могут происходить не любые изменения, а лишь те, которые направлены на сохранение определенных характеристик системы.

Сохраняемость отношений как характерная черта закона не исчерпывается лишь данным признаком, поскольку все многообразие объектов познания включает в себя либо вещи, либо свойства, либо отношения.

Вещь выступает как определенный объект с пространственной и временной структурой, свойство – как некоторая принадлежность признаков данной вещи, отношение – как связь вещей. Вещь, таким образом, выступает и как носитель свойств и как носитель отношений. Иными словами, свойства и отношения не существуют отдельно от вещей. Такое понимание вещи, свойства и отношения позволяет считать их неразделимыми в самой действительности.

Вещи, свойства и отношения никогда не познаются изолированно. Любое свойство вещи выступает как отношение, равным образом, как и отношение вещи – это свойство (или совокупность свойств), характеризующее ее. Исходя из этого, надо полагать, что законы сохранения отражают не только сохраняемость отношений, но и сохраняемость вещей и их свойств.

Свойство и отношение определяют не только сущность вещи, но и ее структуру. И здесь обнаруживается та же общая закономерность взаимо-перехода структур, свойств и отношений друг в друга. На уровне биологической формы движения, в частности, на популяционно-видовом уровне организации эта особенность проявляется особенно наглядно. Отношения, складывающиеся между составляющими популяцию особями, определяют ее свойства, и в итоге – структуру.

Рассматривая известные в науке законы сохранения, можно прийти к выводу об универсальности их действия в природе, об их абсолютном характере. Абсолютность не означает неизменности того или иного закона, а отражает наличие устойчивых, сохраняющихся вещей, свойств и отношений, образующих многообразие объективного мира. Данное утверждение вытекает из рассмотрения различных форм движения материи.

На уровне химической формы движения устойчивость химических явлений получает конкретное выражение в постулате постоянства химических элементов, постоянства химического состава веществ, атомов в молекуле, в законах термохимии, химического равновесия.

Устойчивость химических элементов – результат устойчивости атомных ядер и соответственно элементарных структур атомов. Химические элементы остаются неизменными при их перемещениях как в пространстве, так и во времени. Эти перемещения обусловлены в значительной степени живыми организмами, которые В. И. Вернадский рассматривал как одну из могущественных геохимических сил нашей планеты, определяющую биогенную миграцию химических элементов. При этом он полагал, что количество химических элементов является планетной константой.

Устойчивость свойств элементов зависит от внешних, валентных связей. Если элементарные структуры в атомах существенно изменяются, то соответственно изменяются и химические свойства элементов.

Физические методы дают возможность нахождения свойств вещи по заданной функциональной зависимости свободной энергии от параметров состояния (например, от объема и температуры). Подобный подход может быть применен и для анализа свойств химических элементов и основан на предположении аддитивности взаимодействия атомов углерода, водорода, кислорода, азота и др.

При анализе химических процессов обычно учитываются такие показатели, которые связаны с физическими законами сохранения массы, энергии, энтропии, момента количества движения, и некоторые другие. В химии закон сохранения массы проявляется в виде закона сохранения веса вещества; закон сохранения энергии – в виде законов термохимии.

Интересны в аспекте законов сохранения и так называемые теоремы Кальвина, которые отражают не только устойчивость состояний, но и устойчивость процессов. Так, согласно первой теореме, если состояние или процесс устойчивы без влияния диссипативных сил[91]91
  Диссипативными называют силы, влияющие на протекание процесса при условии, что они ему противодействуют и по величине пропорциональны скорости процесса (идущей с поглощением тепла); понижение давления вызывает сдвиг равновесия в сторону увеличения объема; введение в равновесную систему дополнительных количеств какого-либо реагента вызывает сдвиг равновесия в направлении уменьшения концентрации этого вещества и т. п.


[Закрыть], то они остаются устойчивыми и при добавлении этих сил. Вторая теорема указывает, что если состояние или процесс обладают тем свойством, что независимо от величины и направления возмущения, они через некоторое время мало отличаются от невозмущенного состояния или процесса, то их называют асимптотически устойчивыми.

В химии открыт и ряд стереохимических законов, отражающих постоянство химического состава вещества. К их числу относятся закон постоянства состава, закон эквивалентов и закон кратных отношений.

Все эти законы характеризуют постоянство химического состава веществ, отражают моменты устойчивости химических соединений. Среди химических соединений известен и широкий класс органических веществ, которые обладают одинаковым составом и одинаковым молекулярным весом, но различными физическими и химическими свойствами. Вещества, соответствующие одной и той же молекулярной формуле, но различающиеся по своим свойствам, получили название изомеров.

Явление изомерии служит конкретным выражением единства тождества и различия химических соединений.

Особый интерес в исследовании устойчивости представляет принцип химического равновесия. Химическое равновесие – это такое состояние обратимых процессов, когда прямая и обратная реакции в них протекают с одинаковой скоростью, вследствие чего концентрация реагирующих веществ остается постоянной. При неизменных условиях это равновесие сохраняется в течение любого времени. Изменение условий ведет к нарушению химического равновесия; согласно принципу Ле Шателье, если на систему, находящуюся в истинном равновесии, оказывают воздействие извне путем изменения какого-либо из условий, определяющих положение равновесия, то оно смещается в направлении того процесса, протекание которого ослабляет эффект произведенного воздействия. Принцип Ле Шателье указывает, при каком направлении реакции в изменяющихся условиях наступит равновесие. Так, при повышении температуры происходит смещение равновесия в сторону эндотермической реакции.

Перечисленные законы (как, впрочем, и многие другие) отражают моменты устойчивости, сохранения химических процессов, выражающиеся в сохранении элементарного состава, порядка взаимодействия атомов и их пространственного расположения. Характерно, что все химические процессы (как и физические) осуществляются в направлении повышения устойчивости соответствующих систем. Повышение устойчивости закрытых систем сопровождается увеличением энтропии и уменьшением энергии. Физическая и химическая формы движения преемственно связаны между собой, и некоторые из закономерностей являются общими для них. Вместе с тем химические процессы, будучи более сложными, имеют, видимо, меньшее количество законов сохранения. «По мере усложнения материальных структур количественный аспект сохранения постепенно отходит на второй план и решающее значение приобретает качественный аспект сохранения – структурная устойчивость объектов, имеющая многообразные проявления»[92]92
  Марков В. А. Проблема сохранения в философии и естествознании // Проблемы сохранения и принцип инерции. С. 152.


[Закрыть].

Законы сохранения на уровне химических процессов (сохранение массы, энергии, числа, атомов, валентности и др.) выступают как своеобразные принципы запрета.

Принципы ограничений (запрета) охватывают область законов, устанавливающих возможность и невозможность протекания тех или иных явлений. Они представляют собой синтез принципа соответствия и принципа невозможности. Последний означает, что законы природы (и, в частности, физики) – это запреты, подобные первому и второму началу термодинамики, определяющие не то, что может, а то, что не может происходить в природе[93]93
  Борн М. Физика в жизни моего поколения. М., 1965. С. 154.


[Закрыть]. Принцип соответствия означает, что процесс познания покоится не на отрицании предшествующих концепций, а представляет собой переход ко все более общим и адекватным концепциям, включающим в свое содержание элементы старых теорий в качестве частного или предельного случая[94]94
  Кузнецов И. В. Принцип соответствия в современной физике и его философское значение. М.; Л., 1948; Кузнецов И. В. Преемственность, единство и минимизация знания – фундаментальные черты научного метода // Материалистическая диалектика и методы естественных наук. М., 1968.


[Закрыть]. Принцип ограничений находит подтверждение и в кибернетике, которая показала, что получение информации связано с ограничениями, вводимыми в поле ожидаемых событий[95]95
  Бриллюэн Л. Научная неопределенность и информация. М., 1966. С. 50.


[Закрыть]. Принцип соответствия связан с принципами сохранения, однако не является простым аналогом последнего. Тенденция материальных систем к самосохранению – основа, но не содержание отношения соответствия. Отношение соответствия включает сохранение и изменение, преемственность.

Принципиально новые и весьма плодотворные в методологическом отношении подходы к анализу устойчивости материальных систем развиваются кибернетикой. Уже в момент своего становления кибернетика столкнулась с необходимостью рассмотрения устойчивости в ее приложении к процессам управления и связи. Процессы восприятия, передачи, хранения и преобразования информации нужны для нормального функционирования систем, для поддержания их стабильности. При этом кибернетическая устойчивость выражает сохранение системой определенного состояния, обусловленного значениями параметров (переменных или координат), меняющихся во времени и пространстве.

Любая сложная динамическая система обладает свойствами, отсутствующими у составляющих ее подсистем, причем в каждой такой системе есть управляющая и управляемая подсистемы. В отличие от объектов неорганической природы, где между возмущением и объектом не обнаружено опосредующих звеньев, в кибернетических системах имеется такое звено в виде регулятора. «Существенным признаком хорошего регулятора, – отмечает У. Р. Эшби, – является то, что он блокирует поток разнообразия от возмущения к существенным переменным»[96]96
  Эшби У. Р. Введение в кибернетику. С. 109.


[Закрыть], т. е. регулятор предохраняет кибернетическую систему от разрушения.

В соответствии с задачей управления происходит перевод системы из одного состояния в другое путем воздействия на ее параметры, т. е. достигается определенная цель. Цель (или задача) управления заключается в поддержании качественной определенности системы. Иными словами, цель связана с необходимостью сохранения (либо достижения) значения некоторых величин в определенных границах, т. е. поддержания устойчивости системой. Любой процесс управления совершается на основе приема, сохранения, переработки и передачи информации в условиях взаимодействия данной системы с внутренней и внешней средой.

Разрабатывая теорию информации, У. Р. Эшби показал, что «информация не может передаваться в большем количестве, чем это позволяет количество разнообразия»[97]97
  Там же. С. 248.


[Закрыть].

Выражая информацию через разнообразие, У. Р. Эшби полагает, что шум, по существу, не отличен от любой другой формы разнообразия. В зависимости от того, насколько система справляется с помехами, возмущениями, шумами, зависит ее устойчивость. Различие между сообщением и шумом устанавливается в том случае, если имеется получатель, решающий, какая информация имеет для него значение[98]98
  Там же. С. 267.


[Закрыть]. В основе функционирования кибернетической системы лежит объективное единство и различие информации и возмущения. Понятие возмущения важно для понимания устойчивости, поскольку от того, как справляется система с шумами (помехами, внешними воздействиями), зависит ее устойчивость.

Возмущение включает совокупность факторов, ведущих к изменению системы, переводу ее из одного состояния в другое, т. е. ее преобразованию. Следовательно, устойчивость системы связана с изменением ее информационного содержания, и потому она выступает как информационная инвариантность.

Кибернетическая устойчивость тесно связана с законом необходимого разнообразия, согласно которому «только разнообразие может уничтожить разнообразие»[99]99
  Эшби У. Р. Введение в кибернетику. С. 294.


[Закрыть], т. е. разнообразие регулятора может блокировать разнообразие возмущений, стремящихся разрушить кибернетическую систему. Иначе говоря, успешно справиться с разнообразием в управляемой системе может только такое управляющее устройство, которое обладает достаточным разнообразием.

Количественное выражение закона необходимого разнообразия может быть представлено формулой

где Р_р – разнообразие регулятора; Р_в – разнообразие возмущений; Р_с – допустимое разнообразие.

Закон необходимого разнообразия указывает границы устойчивости: если внутреннее разнообразие меньше определяемого законом необходимого разнообразия, то система неустойчива, и может разрушаться; если же внутреннее разнообразие выше определяемого законом, увеличивается избыточность системы и, следовательно, повышается ее устойчивость. Устойчивость кибернетической системы выражает меру, в границах которой возможно существование единства количественных и качественных характеристик. Любая такая система, как правило, устойчива относительно определенных внешних воздействий, но не устойчива относительно любого случайного воздействия. С этой точки зрения можно говорить об области устойчивости системы, «когда при любых изменениях состояний системы всегда возникают только такие состояния, которые принадлежат к определенной области, и система никогда не выходит за пределы этой области»; системы с такой областью, с соответствующим им замкнутым преобразованием «имеют возможность не поддаваться определенным типам возмущений. Их внутренние характеристики, их внутренние противоречия являются более существенными, чем внешние противоречия, внешние причины»[100]100
  Клаус Г. Кибернетика и философия. С. 147–148.


[Закрыть].

Закон необходимого разнообразия неприменим для анализа систем неорганической природы, для которых увеличение разнообразия приводит к снижению устойчивости. Увеличение внутреннего разнообразия живых систем ведет к повышению их устойчивости, умножению степени приспособленности к внешним условиям. Закон необходимого разнообразия указывает на связь внутреннего разнообразия биосистемы и внешнего разнообразия окружающей среды. «В естественных неживых системах, как правило, устойчивость не обеспечивается за счет внутреннего разнообразия. В неживой природе увеличение внутреннего разнообразия ведет чаще всего (хотя это не закономерность) к снижению устойчивости системы. Устойчивость неживых систем имеет в основном энтропийный (где энтропия понимается в термодинамическом смысле) характер; при этом чем больше энтропия системы, тем она является более устойчивой. В отличие от них кибернетические системы являются не энтропийно, а информационно устойчивыми»[101]101
  Урсул А. Д. Информация: методологические аспекты. М., 1971. С. 198.


[Закрыть].

Устойчивость саморегулирующихся систем находит свое выражение в понятии гомеостаза, означающем сохранение существенных переменных в определенных пределах. Для живого организма гомеостаз означает поддержание тех или иных существенных переменных в физиологических границах. У. Р. Эшби распространил это понятие и на другие адаптивные механизмы, в частности на те, которые возникают у животных в процессе обучения. С этой целью он ввел понятие ультраустойчивой системы, которая «преодолевает», избегает состояний, выводящих ее из равновесия, пока не достигнет устойчивости[102]102
  Эшби У. Р. Конструкция мозга. С. 185–204.


[Закрыть]. Система ультраустойчива в том случае, если она преодолевает больше чем один тип возмущений и от одного способа поведения, неспособного обеспечить ее сохранность, переходит к последующим, пока не достигнет стабильности. В понятиях метастабильности, ультраустойчивости выражена специфика кибернетической устойчивости. Системы неорганической природы не могут использовать информацию в силу отсутствия необходимого внутреннего разнообразия. Внешнее разнообразие (разнообразие окружающей среды), как правило, превышает внутреннее разнообразие такого рода систем. Напротив, внутреннее разнообразие устойчивых кибернетических систем либо равно разнообразию внешних (и внутренних) возмущений, либо значительно превышает его. Отсюда вытекает важнейшая особенность кибернетических систем, выражающаяся в том, что их устойчивость, сохранение обусловлены динамичностью, постоянно происходящими изменениями. Стабильность таких систем «достигается за счет изменений регулятора, а не за счет пассивной преграды, не пропускающей изменения в системе. В природе существуют оба типа устойчивости: сохранения – пассивная, свойственная телам естественной неживой природы, и активная, присущая кибернетическим системам (в процессе человеческой деятельности используются оба эти типа сохранения)»[103]103
  Урсул А. Д. Информация: методологические аспекты. С. 199.


[Закрыть].