Что такое жизнь и как она возникла? IV-4. Двуликий Хаос
IV-4. Двуликий Хаос
Что такое жизнь и как она возникла?
Очень важно подчеркнуть, что упомянутый в предыдущем разделе алгоритм эволюционной трансформации матриц сходства имитирует свойства [СО] с первого же шага обработки матрицы. Матрица сходства (МС) - эта квадратная двумерная таблица, в которую внесены вычисленные с использованием метрик - критериев сходства - коэффициенты попарного сходства. Полное отсутствие сходства отражается значением нуля, идентичности объектов соответствует единица. МС представляет собой открытую систему: в неё можно добавить новые компоненты, из неё можно убрать любую часть компонентов, однако коэффициенты сходства между оставшимися компонентами совершенно не изменятся. По-видимому, близкую к этому картину представлял себе Людвиг фон Берталанфи, рассуждая об открытых системах, хотя на исходном этапе матрицу сходства лишь очень условно можно назвать системой и притом в совершенно несистемном смысле.
Но вот проведена первая трансформация - первое усреднение значений сходств. Вместо сходства между элементами А и В в соответствующей ячейке матрицы помещается значение сходства между средними значениями сходств А со всеми остальными элементами матрицы и средними значениями сходств В со всеми остальными элементами матрицы. Таким образом, после первой же трансформации МС из открытой системы превращается в закрытую кооперативную систему. Малейшее произвольное изменение в значениях парного сходства в исходной матрице приведёт к тому, что "скорректированная" матрица будет иметь лишь историческое отношение к исходной матрице. Далее процесс взаимодействия всех элементов системы со всеми элементами системы приобретает черты фундаментальной сложности. Аддитивность и логика изменения значений сходств здесь больше не обнаруживаются, возможность эмулировать поведение элементов в процесс трансформации полностью исключена.
Исходная матрица после первой трансформации превратилась в самоорганизованную систему [Со] и вплоть до окончания процесса трансформации с образованием двух функционально несвязанных между собой частей, матрица будет представлять собой [СО]. По ходу трансформации матрица начинает делиться на две обычно неравные части, следуя непонятному таинственно запрятанному в исходной матрице смыслу. В процессе эволюционной трансформации от начала деления матрицы до практически его завершения иногда отдельные элементы исходной матрицы как одинокие волки быстро пересекают пространство между двумя практически разделившимися частями матрицы, перебегают из одной части бывшей матрицы в другую. За этими процессами можно наблюдать на экране монитора с помощью разработанной нами компьютерной программы "MeaningFinder".
Правда, эпитет "одинокие волки" здесь не корректен, поскольку в функционирующей в результате трансформации матричной [СО], как принято говорить, "всё схвачено". До полного завершения процесса дихотомизации каждый элемент исходной матрицы полностью зависит от команд, которые рассылает вся структурно-функционильная организация в целом каждому элементу системы. После первой же трансформации индивидуальность каждого элемента матрицы "отдаётся в общее дело", но не элиминируется: элементное "я" вошло теперь в состав самоорганизующейся системы в скрытной форме обратной связи. Все процессы протекают под знаком "мы", однако этот знак соответствует непостижимо сложной, но совершенно объективной консолидации всех функционирующих "я". Словом, всё, как в анархизме, ещё не опошленном компромиссами.
Таким образом, мы получаем ту картину массообмена, о которой говорили в предыдущем разделе: все элементы системы в целом и одновременно подвергаются изменениям, эмулировать которые не представляется возможным. Те картины, которые мы получаем в результате использования дрифтера, также квалифицируются, как процессы массообмена. В этом случае в исходную матрицу перед началом трансформации вносится дрифтер в качестве дополнительного элемента и ему придаются любые произвольные значения параметров. Если расстояние дрифтера от остальных элементов системы становится слишком большим и коэффициент сходства его с другими элементами становится равным нулю, то этот момент соответствует границе ауры с внешним пространством. Таким образом, аура соответствует расстоянию, на котором дрифтер ещё способен реагировать с остальными элементами системы.
На приведённых ранее рисунках видно, что не только аура образует некую плоскость раздела и линии раздела, соотвественно, в трёх- и двухмерных имитациях [СО]. Здесь приведено достаточно много примеров, демонстрирующих, что [СО] состоит из множества изолированных компартментов. И это ещё при небольшом числе исходных элементов системы. Все приведённые иллюстрации демонстрируют тот факт, что любая [СО] в режиме, обозначенном нами как "массообмен", т.е. когда все элементы системы взаимодействуют одновременно, начиная от системы, состоящнй всего из двух элементов, всегда имеет доменное строение. Идея доменного строения впервые была высказана около сотни лет назад французским учёным Пьером-Эрнестом Вайсом в отношении структуры ферромагнетиков, которые также в соответствии с данным мною определением являются природным образцом [СО].
Исследуя с помощью компьютерной программы "MeaningFinder"сотни имитаций [СО], мне удалось сделать несколько важных выводов в связи с доменным строением самоорганизующихся систем.
1) Прежде всего сообщу, что каждая доменная стенка имеет трёхслойное строение. Центральный слой в доменной стенке отведён пустоте. О том, как это удалось установить, я расскажу в следующем разделе. Для этой цели мне потребовалось разработать новый критерий сложности (complexity) под названием "эгоэнтропия".
2) Любой домен представляет собой область взаимодействия ограниченного числа элементов системы и может принимать самые замысловатые формы. Если домен представляет собой область взаимодействия, скажем, элементов А, В и С, то всё внутридоменное пространство, какую бы оно форму не принимало, соответствует взаимодействию АВС.
3) Расположение доменов может быть чрезвычайно различным: домены касающиеся друг друга доменными стенками, домены отстоящие друг от друга, коаксиально расположенные домены, когда один или несколько доменов находятся внутри бОльшего домена, причём (и это важно для дальнейшего объяснения) расположенные внутри домены могут касаться или нет доменной стенки хозяина.
4) Доменная структура всей имитируемой системы невероятно лабильна. При малейших изменениях параметров элементов системы вся картина системы может мгновенно измениться, хотя во многих случаях объёмы отдельных доменов могут оставаться близкими к постоянным.
5) В имитируемой системе может быть два или более идентичных домена, но они никогда не касаются друг друга доменными стенками. Все без исключения соседствующие домены имеют различную природу.
6) Основу доменной структуры (как и по моему мнению основу мироздания) составляют два вида хаоса: хаос сходства - внутри доменов - и хаос несходства - доменное пространство системы в своей целостности.
Внутри доменных структур, которые можно видеть на приведённых мною ссылках, сохраняются безградиентные условия, т.е. энтропия здесь максимальная. На уровне же всей [СО] качественная и количественная неравномерность распределения доменов указывает на очень низкое значение общесистемной энтропии. Наддоменный и внутридоменный беспорядок-порядок - это очень важный фактор, определяющий особенности термодинамики [СО] в общем и биологических объектов, частности. Эти два вида хаоса или же Двуликий Хаос, как и древнеримский Бог Янус, отождествляет единство и борьбу противоположностей.
Что такое жизнь и как она возникла?
Очень важно подчеркнуть, что упомянутый в предыдущем разделе алгоритм эволюционной трансформации матриц сходства имитирует свойства [СО] с первого же шага обработки матрицы. Матрица сходства (МС) - эта квадратная двумерная таблица, в которую внесены вычисленные с использованием метрик - критериев сходства - коэффициенты попарного сходства. Полное отсутствие сходства отражается значением нуля, идентичности объектов соответствует единица. МС представляет собой открытую систему: в неё можно добавить новые компоненты, из неё можно убрать любую часть компонентов, однако коэффициенты сходства между оставшимися компонентами совершенно не изменятся. По-видимому, близкую к этому картину представлял себе Людвиг фон Берталанфи, рассуждая об открытых системах, хотя на исходном этапе матрицу сходства лишь очень условно можно назвать системой и притом в совершенно несистемном смысле.
Но вот проведена первая трансформация - первое усреднение значений сходств. Вместо сходства между элементами А и В в соответствующей ячейке матрицы помещается значение сходства между средними значениями сходств А со всеми остальными элементами матрицы и средними значениями сходств В со всеми остальными элементами матрицы. Таким образом, после первой же трансформации МС из открытой системы превращается в закрытую кооперативную систему. Малейшее произвольное изменение в значениях парного сходства в исходной матрице приведёт к тому, что "скорректированная" матрица будет иметь лишь историческое отношение к исходной матрице. Далее процесс взаимодействия всех элементов системы со всеми элементами системы приобретает черты фундаментальной сложности. Аддитивность и логика изменения значений сходств здесь больше не обнаруживаются, возможность эмулировать поведение элементов в процесс трансформации полностью исключена.
Исходная матрица после первой трансформации превратилась в самоорганизованную систему [Со] и вплоть до окончания процесса трансформации с образованием двух функционально несвязанных между собой частей, матрица будет представлять собой [СО]. По ходу трансформации матрица начинает делиться на две обычно неравные части, следуя непонятному таинственно запрятанному в исходной матрице смыслу. В процессе эволюционной трансформации от начала деления матрицы до практически его завершения иногда отдельные элементы исходной матрицы как одинокие волки быстро пересекают пространство между двумя практически разделившимися частями матрицы, перебегают из одной части бывшей матрицы в другую. За этими процессами можно наблюдать на экране монитора с помощью разработанной нами компьютерной программы "MeaningFinder".
Правда, эпитет "одинокие волки" здесь не корректен, поскольку в функционирующей в результате трансформации матричной [СО], как принято говорить, "всё схвачено". До полного завершения процесса дихотомизации каждый элемент исходной матрицы полностью зависит от команд, которые рассылает вся структурно-функционильная организация в целом каждому элементу системы. После первой же трансформации индивидуальность каждого элемента матрицы "отдаётся в общее дело", но не элиминируется: элементное "я" вошло теперь в состав самоорганизующейся системы в скрытной форме обратной связи. Все процессы протекают под знаком "мы", однако этот знак соответствует непостижимо сложной, но совершенно объективной консолидации всех функционирующих "я". Словом, всё, как в анархизме, ещё не опошленном компромиссами.
Таким образом, мы получаем ту картину массообмена, о которой говорили в предыдущем разделе: все элементы системы в целом и одновременно подвергаются изменениям, эмулировать которые не представляется возможным. Те картины, которые мы получаем в результате использования дрифтера, также квалифицируются, как процессы массообмена. В этом случае в исходную матрицу перед началом трансформации вносится дрифтер в качестве дополнительного элемента и ему придаются любые произвольные значения параметров. Если расстояние дрифтера от остальных элементов системы становится слишком большим и коэффициент сходства его с другими элементами становится равным нулю, то этот момент соответствует границе ауры с внешним пространством. Таким образом, аура соответствует расстоянию, на котором дрифтер ещё способен реагировать с остальными элементами системы.
На приведённых ранее рисунках видно, что не только аура образует некую плоскость раздела и линии раздела, соотвественно, в трёх- и двухмерных имитациях [СО]. Здесь приведено достаточно много примеров, демонстрирующих, что [СО] состоит из множества изолированных компартментов. И это ещё при небольшом числе исходных элементов системы. Все приведённые иллюстрации демонстрируют тот факт, что любая [СО] в режиме, обозначенном нами как "массообмен", т.е. когда все элементы системы взаимодействуют одновременно, начиная от системы, состоящнй всего из двух элементов, всегда имеет доменное строение. Идея доменного строения впервые была высказана около сотни лет назад французским учёным Пьером-Эрнестом Вайсом в отношении структуры ферромагнетиков, которые также в соответствии с данным мною определением являются природным образцом [СО].
Исследуя с помощью компьютерной программы "MeaningFinder"сотни имитаций [СО], мне удалось сделать несколько важных выводов в связи с доменным строением самоорганизующихся систем.
1) Прежде всего сообщу, что каждая доменная стенка имеет трёхслойное строение. Центральный слой в доменной стенке отведён пустоте. О том, как это удалось установить, я расскажу в следующем разделе. Для этой цели мне потребовалось разработать новый критерий сложности (complexity) под названием "эгоэнтропия".
2) Любой домен представляет собой область взаимодействия ограниченного числа элементов системы и может принимать самые замысловатые формы. Если домен представляет собой область взаимодействия, скажем, элементов А, В и С, то всё внутридоменное пространство, какую бы оно форму не принимало, соответствует взаимодействию АВС.
3) Расположение доменов может быть чрезвычайно различным: домены касающиеся друг друга доменными стенками, домены отстоящие друг от друга, коаксиально расположенные домены, когда один или несколько доменов находятся внутри бОльшего домена, причём (и это важно для дальнейшего объяснения) расположенные внутри домены могут касаться или нет доменной стенки хозяина.
4) Доменная структура всей имитируемой системы невероятно лабильна. При малейших изменениях параметров элементов системы вся картина системы может мгновенно измениться, хотя во многих случаях объёмы отдельных доменов могут оставаться близкими к постоянным.
5) В имитируемой системе может быть два или более идентичных домена, но они никогда не касаются друг друга доменными стенками. Все без исключения соседствующие домены имеют различную природу.
6) Основу доменной структуры (как и по моему мнению основу мироздания) составляют два вида хаоса: хаос сходства - внутри доменов - и хаос несходства - доменное пространство системы в своей целостности.
Внутри доменных структур, которые можно видеть на приведённых мною ссылках, сохраняются безградиентные условия, т.е. энтропия здесь максимальная. На уровне же всей [СО] качественная и количественная неравномерность распределения доменов указывает на очень низкое значение общесистемной энтропии. Наддоменный и внутридоменный беспорядок-порядок - это очень важный фактор, определяющий особенности термодинамики [СО] в общем и биологических объектов, частности. Эти два вида хаоса или же Двуликий Хаос, как и древнеримский Бог Янус, отождествляет единство и борьбу противоположностей.