Текст книги "Системные риски системной реальности"

Закон сохранения в приложении к организованной материи объекта, представляющей динамическую систему, наука начала применять с простейшего случая – закона сохранения массы. На втором этапе познания динамической системы был сформулирован закон сохранения массы и энергии [46]. Сегодня в информационную эпоху мы готовы сформулировать закон сохранения массы, энергии и информации, т. е. закон сохранения потенциала θ организованной материи.

Что имеется в виду под организованной материей? Прежде всего, динамическая система. В качестве динамической системы в простейшем случае выступает вещество. Вещество характеризуется энергией, массой и информацией. Законы сохранения имеют место в изолированных системах. Последнее создает определенные трудности по применению закона сохранения. Дело в том, что абсолютно изолированных систем в природе не существует. Если мы применяем этот закон для моделирования процессов, то исключаем из рассмотрения взаимодействие с другими системами. При этом справедливость закона сохранения для данной динамической системы имеет место, если взаимодействие с другими системами настолько мало, что им можно пренебречь на фоне других, более сильных взаимодействий.

В изолированной системе масса вещества не может бесследно исчезнуть или появиться из ничего. Если масса (вещества) системы изменилась при сохранении энергии, то это есть следствие взаимодействия нескольких систем. Если энергия (вещества) системы изменилась при сохранении массы, то это есть следствие взаимодействия нескольких систем. Вещество при постоянной массе и энергии обладает некоторым количеством информации. При изменении массы или энергии происходит изменение структуры системы. При изменении структуры системы (вещества) происходит изменение информации, ей принадлежащей, и наоборот. Если система (вещество) обладает массой, энергией и информацией, то при отсутствии взаимодействия с другими системами справедливо постоянство массы, энергии и количества информации (энтропии), т. е. закон сохранения массы, энергии, информации или ресурсного потенциала θ = (E,J,m).

Функционирование динамической системы связано с достижением заданной цели и реализацией безопасного состояния динамической системы при достижении заданной цели. Достижение любой цели связано с движением динамической системы, которое совершается посредством энергии Е, управляемой соответствующей информацией J. Отсутствие энергии Е или ее недостаток лишает динамическую систему возможности реализовать процесс движения, следовательно достигать заданную цель.

Во всех динамических системах имеет место ресурсный потенциал θ = (E,J,m), где E, J, m – энергия, информация, масса соответственно, при наличии которого создаются движения динамической системы. Для достижения заданной цели и реализации безопасного состояния динамической системы необходимо выбрать соответствующим образом пространство состояний динамической системы, в котором четко и однозначно определены:

1) возможность математического моделирования достижения цели посредством соответствующего управления;

2) математическое описание опасных и безопасных состояний и регистрация с помощью средств контроля.

С целью математического моделирования при анализе и синтезе динамической системы, а также реализации контроля, прогнозирования и управления состоянием динамической системы вводят соответствующие пространства и в них соответствующие законы. В качестве пространства состояний для совместного решения проблемы достижения цели в условиях безопасного состояния динамической системы используем два пространства:

– декартовых координат и времени;

– ресурсного потенциала и времени.

Только в единении этих пространств, осуществляя контроль, прогнозирование и управление фазовыми координатами, заданными в декартовой системе, а также ресурсным потенциалом θ = (E,J,m), мы можем решить сформулированную проблему. При этом нам представляется возможность обеспечивать второе требование, связанное с пространством энергетик, созданных динамической системой внутри себя и во внешней среде, а также внешней средой в динамической системе.

Рис. 1.33

Возможны простейшие варианты решения проблемы (см. рис. 1.33). В области Ω⁽¹⁾ динамическая система рассматривается в пространстве фазовых координат, в области Ω⁽³⁾ – в пространстве энергий, в области Ω⁽²⁾ происходит единение двух пространств при математическом моделировании, а также контроле, прогнозировании и управлении, т. е. решении проблемы.

Сегодня получены определенные теоретические результаты решения проблемы в Ω^(2), например в теории катастроф, когда фазовые координаты характеризуют не только положение динамической системы, но и ее энергетические характеристики. Представляется важной оценка роли и места энергетического потенциала E(t) при рассмотрении проблемы математического моделирования риска и безопасности динамических систем.

Некоторые фрагменты функциональных возможностей систем, связанных с системными принципами самообеспечения безопасности системной реальности приведены в приложении.

Глава II. Системная реальность. Структурно-функциональный синтез

2.1. Энергетика системной реальности. Принципы и законы самосохранения

Первоосновой создания и творения всех объектов Вселенной является энергия. Первоначально система под воздействием Разума Вселенной (Абсолюта) творит идею, мысль, потом подбираются элементы (материя) согласно этой идее, из которых создается структура объекта бытия, и только после этого объект наполняется информацией, и это наполнение происходит различным образом в зависимости от уровня организации (структуры), т. е. целей, ради которых создан объект.

При этом

1. Существуют две реальности: вещество и поле. Поле представляет собой энергию, вещество представляет массу. Мы знаем, что вещество представляет собой обширные запасы энергии и что энергия представляет вещество.

2. Вещество может включать 96 различных элементов, существующих в природе.

3. Каждый элемент вещественного мира характеризуется массой (плотностью), энергией, информацией.

4. Каждый объект вещественного мира характеризуется организацией (структурой), энергией, информацией, массой (плотностью).

Взаимосвязь между веществом и полем как крайними состояниями объектов (рис. 2.1) обусловлена движением, когда происходят изменения массы и энергии. При переходе из области Ω₁ в Ω₂ или наоборот изменение массы и энергии порождает движение. При искусственном осуществлении перехода из Ω₁ в Ω₂ и наоборот человек стремится максимально использовать возможности бытия. Так, например, решая проблему обеспечения тяги двигателя самолета, мы стремимся получить максимум энергии от ее носителя: авиационного топлива.

Рис. 2.1

Каждый объект бытия (вещество) обладает своим запасом энергии.

Вводные понятия:

1. Материальные объекты есть материя в различных формах, видах, свойствах и отношениях.

2. Все тела перестали бы существовать без электрических и магнитных полей, ничего не связывало бы атомы в молекулы. Энергия электрических и магнитных полей есть основа электромагнитной природы материи.

3. Есть два крайних состояния: движение (энергия) и статика (масса), а между ними остальные способы существования сущего.

4. Сложные и простые системы – это объекты бытия [13], высокоорганизованные и низкоорганизованные, которые создаются прежде всего организацией (структурой) с соответствующей информацией, диапазоном энергии.

5. Сознание, разум – это свойство высокоорганизованной материи.

6. Формы проявления бытия простираются от объектов чисто духовных до чисто материальных.

7. Единство мира есть общность вещества как субстанции, носителя многообразных свойств и отношений, в том числе энергии, информации и организации (структуры).

Рассмотрим свойства структуры объектов бытия, имеющие принципиальное значение при моделировании объектов и процессов социосферы [20].

Свойство 1. Бытие и его объекты имеют единую структуру.

Свойство 2. Структура объектов бытия сохраняется, не создается заново и не уничтожается в течение их жизни.

Свойство 3. Сущность объектов бытия, рожденная структурно-функциональными свойствами этих объектов, всегда сохраняется и никогда не создается и не уничтожается, изменяясь количественно, но не качественно при их жизни.

Свойство 4. Сохранение завершенного творения и его распад, характеризуемый деструктуризацией, происходит при постоянстве суммарной энергии распада.

Первоначально творятся процессы сотворения и созидания. Затем эти процессы останавливаются, происходят процессы сохранения и распада. Суммарная энергия объектов бытия состоит из энергии сохранения и энергии распада (антиэнергии). Так, например:

1) тенденция к разложению некогда жизнеспособных сообществ в социальных и экономических системах;

2) превращение сильной и ревностной веры в вялость и отступничество;

3) жизнь и смерть организмов;

4) состояние апатии человека, когда исчерпана энергия страсти, приводит его к смерти.

Когда процессы апатии настигают человека, этнос, системы власти, то происходит разрушение системы.

Свойство 5. Информация вне вещества и энергии (поля) не существует. Всё то, что вне вещества и энергии (поля), – ложно.

При этом имеем:

– структурно-функциональное подобие объектов и систем бытия;

– подобное создает подобное;

– подобное управляет подобным во всех сферах бытия.

При изучении бытия человечество использует следующие принципы:

1) инвариантность, включающая геометрическую, динамическую и калибровочную;

2) симметрию, включающую геометрическую и динамическую;

3) спонтанное нарушение симметрии, включающее киральность.

При этом структура принципов бытия имеет вид, представленный на рис. 2.2.

Рис. 2.2

Представленная структура принципов бытия, формирующих необходимые законы, имеет место во всех объектах бытия и в структурах знаний, системах, описывающих энергетическо-информационные процессы объектов бытия.

Особенности бытия состоят в том, что оно построено:

– по общему сценарию, с единой структурой информационно-энергетических процессов и полей;

– из минимального ограниченного числа первоэлементов, что обеспечивает управляемое информационно-энергетическое функционирование подсистем структуры.

Основные принципы сущности всеединства реальности, формирующей иерархию динамических систем, творящих единую цель, включают:

– принцип единства цели;

– принцип структурно-функционального тождества части и целого – всеединство;

– принцип несовершенства реализованной иерархии динамических систем реальности, обусловливающий их риски.

Понятие энергии – самое всеобъемлющее и унифицированное. Формы энергии имеют самое различное состояние: одна из ее крайностей – свет (точка х_кр и все, что слева от нее) (рис. 2.3), вторая крайность – физическое вещество, характеризуемое весом, твердостью (точка у_кр и все, что справа от нее). Между точками х_кр и у_кр расположены все остальные энергии. Сегодня доказано, что фотон (свет) – это мельчайшие сгустки материи, обладающие не только энергией, но и массой. Таким образом, бытие создано не из энергии, а с помощью и посредством энергетического воздействия на элементы бытия (всего их 96).

Рис. 2.3

I. Энергия света – это фундаментальная для бытия форма энергии, включающая в себя видимый свет, а также все другие формы излучения: от рентгеновских и космических лучей с самой короткой длиной волны до длинноволновых и электромагнитных излучений, применяемых в телевидении и радиосвязи. Сюда относится также радиоактивная энергия, выделяющаяся при распаде материи.

II. Энергия звука и тепла. Так, например, молния излучает свет, тепло и звук; Солнце излучает тепловую и световую энергии.

III. Химическая энергия заключена прежде всего в месторождениях угля, нефти, торфа, газа и т. п. и несет в себе некоторый потенциал, что создает на поверхности Земли потенциальное энергетическое поле. В процессе горения химическая энергия превращается в тепло и свет.

IV. Механическая энергия. Всякая энергия может быть превращена в тепло или механическую энергию. Механическая энергия создает кинетическую энергию и энергию движения. Любая энергия проявляет себя в движении динамической системы, исходное состояние которой характеризуется потенциальной энергией (покой).

V. Гравитационная энергия есть потенциальная энергия, способная совершать работу в определенных условиях. Так, тело, брошенное с высоты, обладает силой F = mgh, способной совершать работу.

VI. Атомная энергия – это особый вид энергии, сохраняющий структуру физической Вселенной силой ядерного взаимодействия.

Потенциальная Е_п и кинетическая Е_к энергии – особый феномен механической энергии. Механическая энергия тела Е_м есть сумма Е_к и Е_п. Существует мера превращения Е_м в тепловую энергию, например при торможении автомобиля. Все это применимо и к световой энергии. Свет – это волна (по Гюйгенсу), передача энергии, а не субстанции. Так, по корпускулярной теории свет характеризуется скоростью, с которой корпускулы движутся в пустом пространстве.

Электрическое и магнитное поля представляют собой нечто реальное. Созданное однажды электромагнитное поле существует, действует и изменяется согласно законам Максвелла, описывающим структуру электромагнитного поля во всем пространстве и во времени. Всякое изменение электрического поля обусловливает магнитное поле, и наоборот. Поскольку поле несет энергию, все эти изменения, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, образуют волну.

Приведем общие свойства всех энергий [46]:

1) всякая энергия сопротивляется изменению движения;

2) всякая энергия ведет себя подобно веществу;

3) кусок железа весит больше, когда он нагрет;

4) излучение, испускаемое Солнцем и проходящее через пространство, содержит энергию и поэтому имеет массу;

5) Солнце и все излучающие звезды теряют массу вследствие испускания излучения.

Ранее классическая физика допускала две субстанции: вещество и энергию, когда первая имела вес, а вторая не имела. В современной физике, согласно теории относительности, нет «существенного различия между массой и энергией». Энергия обладает массой, а масса – энергией.

Итак, мы имеем одну субстанцию (вещество) в двух видах: материя и энергия, так как нет различия между массой и энергией. Однако кроме материи и энергии вещество обладает информацией. В итоге мы должны констатировать единство материи, энергии и информации (структуры), создающих бытие и его материальные объекты в различных формах, видах, свойствах и отношениях.

Отметим некоторые особенности структурных законов природы согласно [46].

1. «Ньютонов закон тяготения связывает движение тела здесь и теперь с действием другого тела и в то же самое время на далеком расстоянии. Этот закон стал образцом для всего механистического мировоззрения. Но механистическое мировоззрение потерпело крах. В уравнениях Максвелла мы создали новый образец для законов природы. Уравнения Максвелла суть структурные законы. Они связывают события, которые происходят теперь и здесь, с событиями, которые происходят немного позднее и в непосредственном соседстве. Они суть законы, описывающие электромагнитное поле. Наши новые гравитационные уравнения суть также структурные законы, описывающие изменения поля тяготения».

2. «Наш мир неевклидов. Геометрическая природа его образована массами и их скоростями. Гравитационные уравнения общей теории относительности стремятся раскрыть геометрические свойства нашего мира».

Рассмотрим теперь информационные аспекты вещества, связанные с его полевыми структурами. Каждому веществу присущ особый вид энергии. Об этом достаточно подробно сказано в работе [46]: «Во времена Ньютона понятия энергии не существовало. По Ньютону, световые корпускулы были невесомы. Каждый цвет сохранял свой собственный субстанциональный характер. Позднее, когда было создано понятие энергии и признано, что свет несет энергию, никто не думал применять эти понятия к корпускулярной теории света. Теория Ньютона умерла, и до нашего века о ее возрождении никто серьезно не помышлял. Чтобы сохранить принципиальную идею теории Ньютона, мы должны предположить, что однородный свет состоит из зерен энергии, и заменить старые световые корпускулы световыми квантами, то есть небольшими порциями энергии, несущимися в пустом пространстве со скоростью света. Мы будем называть эти световые кванты фотонами. Возрождение теории Ньютона в этой новой форме приводит к квантовой теории света. Не только вещество и электрический заряд, но и энергия излучения имеет зернистую структуру, то есть состоит из световых квантов. Наряду с квантами вещества и квантами электричества существуют также и кванты энергии».

Кванты энергии и энергия излучения имеют зернистую структуру, различную для различных веществ. Это различие мы описываем после соответствующего анализа посредством приборов в виде информационных признаков и в общем случае в виде информации.

Теория Ньютона разработана для макрообъектов (макроуровня) в классической физике. И нам пока не удается совместить законы макро– и микроуровней, о чем мечтал Эйнштейн [46]. В науке введены следующие виды термодинамики: классическая (макрообъекты), статистическая (микрообъекты), но не обозначены границы между макро– и микрообъектами. Возможно, здесь имеют место три области: Ω₁ – микрообъекты, Ω₃ – макрообъекты и Ω₂ – область смешанных объектов (рис. 2.4). Однако в последнем случае нам сложно говорить о справедливости теорий макро– или микроуровней.

Рис. 2.4

«Богатое разнообразие фактов в области атомных явлений опять вынуждает нас создавать физические понятия. Вещество обладает зернистой структурой, оно состоит из элементарных частиц – квантов вещества. Зернистую структуру имеет электрический заряд, и, что самое важное с точки зрения квантовой теории, зернистую структуру имеет и энергия. Фотоны – это кванты энергии, из которых состоит свет. Является ли свет волной или ливнем фотонов? Является ли пучок электронов ливнем элементарных частиц или волной? Эти фундаментальные вопросы навязаны физике экспериментом. В поисках ответа на них мы должны отказаться от описания атомных явлений как явлений в пространстве и времени, мы должны еще дальше отступить от старого механистического воззрения. Квантовая физика формулирует законы, управляющие совокупностями, а не индивидуумами. Описывают не свойства, а вероятности, формируются не законы, открывающие будущее системы, а законы, управляющие изменениями во времени вероятностей и относящиеся к большим совокупностям индивидуумов» [46].

Подобные процессы наблюдаются в социальной среде – обществе: каждый человек есть носитель энергии; каждая энергия обладает структурным пространством с особыми функциональными свойствами; информационное поле человека индивидуально и т. д. Не исключено, что в макромире, в том числе социосфере, необходимо формировать законы, управляющие его объектами во времени в вероятностном пространстве.

Во всех сферах своей деятельности человек сталкивается с первичной приближенной оценкой, отражающей основные закономерности. Таким образом, человек ограничен в возможностях научных познаний, что обусловливается областью допустимых ошибок. Кроме первичной оценки – показателя достоверности знаний – в работе [15] введен вторичный показатель, с помощью которого учитываются все неопределенности, вносимые внутренними и внешними факторами, которые являются источниками границ наших знаний. Введя границы наших научных знаний, можем ли мы постичь истину? Ведь эти факторы появились в связи с ограниченными возможностями психоэнергетического пространства человека, которое находится вне науки, и потому пока мы далеки от ее познания.

Итак, есть следующая проблема: возможно ли человеку с его ограниченными возможностями познать истину – построить систему устойчивого развития энергий? Если нет, то на что может надеяться человек в своих стремлениях? Может быть, достичь общества духовно-материального равновесия? На пути человечества стоит другая проблема. Любое учение, являясь первичным, «внедренное» в общество, становится иным, отличным от исходного, и его прогнозирование и оценка требуют вторичных показателей оценки достигнутой цели.

Пределы разума человека в познании бытия связаны с характеристиками точности знаний, полученных человеком. Биокомпьютер человека, управляемый аналитическим умом, имеет вполне определенную погрешность – 1 %. Ноосфера человека, создающая идеи, как показывает история, имеет более широкий диапазон погрешностей.

По-видимому, теория достоверности знаний и возможностей человека в постижении законов биосферы и социосферы должна рассматривать отдельно духовное, материальное, на уровне макро– и микромира. На рис. 2.5 приведены следующие обозначения: V_нз и Р_з – объем знаний и показатель достоверности соответственно; Р_з = 1 – знания, лишенные ошибок (истина); V^ч_нз – объем научных знаний человека; Vⁿ_нз – объем научных знаний, потребных для создания законов, достоверных знаний; V^ч_нз = Vⁿ_нз = С < 1– наши возможности.

Ограничение на объем научных знаний человека (V^ч_нз) обусловлено (рис. 2.6):

– объемом памяти человека – (х⁰₁);

– скоростью перерабатываемой информации (человек – это система с запаздыванием относительно создания новой информации) – (х⁰₂);

– точностью восприятия и обработки информации – (х⁰₃).

Рис. 2.5                                                 Рис. 2.6

Согласно полученной выше качественной модели творения сформулируем системный структурно-функциональный принцип творения реальности, результаты синтеза которого представлены на рис. 2.7.

Рис. 2.7

Приведем кратко функциональные свойства подсистем.

Подсистема 1 наделена обобщенным потенциалом θ₁ = (E₁,J₁,m₁), где E₁, J₁, m₁ – энергия, информация, масса, относящиеся к классу метафизических, позволяющие воздействовать на материю подсистемы 2.

Подсистема 2 наделена материальным потенциалом θ₂ = (E₂,J₂,m₂), посредством которого под управлением θ₁ она творит организованную материю в подсистеме 3.

Подсистема 3 из организованной материи, обладающей потенциалом θ₃ = (E₃,J₃,m₃), творит динамические системы иерархической реальности, в том числе биосферы, обладающие обобщенным структурно-функциональным потенциалом, способным творить Разум биосферы.

Подсистема 4 совершает контроль обобщенного потенциала θ₄ с целью обеспечения его устойчивого развития в подсистемах (1, 2, 3).

Системная реальность как динамическая система творит согласно своему потенциалу энергию. Результаты структурно-функционального синтеза этой системы представлены на рис. 2.8.

Рис. 2.8

Гипотетическая модель Большого Взрыва: когда Е₃ достигла критического значения (Е₃)_кр.

Если Е₃ < (Е₃)_кр, обратная связь подсистемы (4) положительная и направляет энергию разума Е₁ на саморазвитие. Разум посредством энергии Е₁ реализует самовозбуждение атомов материи, увеличивая энергию Е₂, которая создает рост совокупной энергии Е₃ системы. Система развивается до тех пор, пока не реализуется условие Е₃ > Е_кр, т. е. взрыв.

Гипотеза. Разум Вселенной управляет процессами энергетического развития материи, закладывая в них программы, которые позволяют ей существовать миллиарды лет. Без этого материя самоуничтожается.