Jan Maria Szymański



Pobieranie 1,99 Mb.
Strona8/26
Data23.10.2017
Rozmiar1,99 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   26

Rozdział 6
ŻYCIE SYSTEMÓW

W słynnej “Chorobie Parkinsona” N.C. Parkinson przedstawia w satyryczny sposób ignorujące ludzi, autonomiczne właściwości systemów biurokratycznych. Mniej znana jest inna książka-pamflet, napisana przez amerykańskiego pediatrę Johna Gall’a pt. Systematics. How Systems Work and Especially How They Fail. Według tego autora systemy przejawiają swoje niezależne życie; zamiast realizować cele dla których je powołano, realizują własne cele, są zawodne, nieobliczalne i przewrotne, podobnie jak ludzie. Takie wypowiedzi nie są bynajmniej wyjątkiem w literaturze systemowej. W dziele samego Wienera, Cybernetyka czyli sterowanie i komunikacja w zwierzęciu i maszynie możemy znaleźć uwagę o ludziach stanowiących maszynę biurokratyczną, że ciało i krew niema znaczenia, to co funkcjonuje jako część maszyny, jest częścią maszyny. A więc na początku wypada wyjaśnić, jak będziemy rozumieć pojęcie życia systemów.

Życie nie istnieje przedmiotowo jak np. psy i koty. Życie jest pojęciem należącym do naszego umysłu i nazwą należącą do naszego języka, opisującego pewien rodzaj zjawisk Natury. Aby zdefiniować życie, trzeba zdefiniować te zjawiska. Stosownie do przyjętych wcześniej zasad metodologicznych, wszelka definicja obowiązuje dla danego układu odniesienia. Inaczej mówiąc, trzeba najpierw zdefiniować system, któremu będziemy chcieli przypisać cechę życia. Stosownie do ogólnie dostępnej wiedzy możemy wyróżnić trzy takie układy odniesienia uporządkowane stosownie do malejącego poziomu abstrakcji:

- ogólne pojęcie systemu,

- pojęcie systemu otwartego,

- pojęcie systemu samoorganizującego się.


A. Ogólne pojęcie życia systemu

System żyje tak długo, jak długo ten system działa, czyli jak długo realizuje swoje dopuszczalne funkcje. Wymaga to zachowania struktury w stanie funkcjonalnym. Czas życia systemu jest to czas, w którym struktura jest zdolna do działania. Przetrwanie struktury ma fundamentalne znaczenie dla każdego organizmu i każdej organizacji, nie wyłączając takiej, która pracuje nad zbawieniem duchowym. Wszystko inne zajmuje drugie miejsce. Wybitni biologowie J. B. Lamarck i Paul de Broca nie mieli wątpliwości, że zachowanie struktury jest istotą życia. Możemy więc stwierdzić:


(1) życie systemu w sensie ogólnym może być rozumiane jako zachowanie struktury.
B. Życie systemów otwartych

Nieco mniej abstrakcyjnym jest pojęcie systemu otwartego, obejmujące zarówno systemy wyrosłe na łonie natury jak i maszyny budowane przez człowieka. Jak wiadomo, w układzie zamkniętym i adiabatycznie izolowanym energia rozprasza się, czyli entropia tego układu osiąga maksimum. I odwrotnie, w otwartym otoczeniu natura broni się przed wzrostem entropii wymieniając energię i informację między systemem a otoczeniem, co nazywamy fluktuacjami. Dzieje się to na drodze nie-linearnej, tzw. “wzajemnej przyczynowości” (mutual causation), wyrażającej się w interakcyjnych sprzężeniach zwrotnych między systemem a otoczeniem.

Nowoczesne automaty i roboty, stanowiąc otwarte, pracujące systemy, zawierają niektóre cechy systemów biologicznych, jak:

- identyfikacja zjawisk zewnętrznych,

- adaptacja do bliskiego otoczenia oraz kooperacja,

- wymiana substratu,

- przekształcenia struktury w granicach zadanego programu,

- ewolucja którą się określa jako łączną wymianę substratu i przekształcenie struktury. Jedynie konkurencja i hierarchiczna samoorganizacja nie są dotychczas osiągalne w świecie maszyn. Jeśli się mylę, byłbym wdzięczny za wyprowadzenie mnie z błędu. Systemowa integracja organizmów żywych i maszyn wydaje mi się realnym wyzwaniem najbliższej przyszłości nie tylko w dziedzinie biotechnologii ( por. K. E. Drexler, Engines of Creation. The Coming Era of Nanotechnology, Bantam Doubleday 1986).

Możemy zatem stwierdzić, że:

(2) Wzajemną wymianę energii i informacji między systemem a otoczeniem możemy nazwać życiem systemu otwartego. Wszystkie systemy otwarte dążą do równowagi energetycznej i informacyjnej z otoczeniem. Przejście od stanu nierównowagowego do równowagi zwykle nazywamy pracą. Możliwe jest więcej stanów równowagi niż jeden. Ten stan równowagi w biologii nazywany jest przystosowaniem ( w rozumieniu K. Darwina), w psychologii: adaptacją lub uczeniem się, w technice: utrzymywaniem w gotowości do działania (maintenance).
C. Życie systemów samoorganizujących się

Samoorganizacja jest szczególną własnością systemów otwartych. Wydaje się jednak, że przed omawianiem jej byłoby dobrze przypomnieć sobie dotychczasową naszą wiedzę o strukturach, przez ujęcie jej zwięźle w następujących twierdzeniach:

1.Struktura jest tylko konstrukcją naszego umysłu, pewną metaforą, rodzajem logicznej dźwigni, wspierającej naszą wąską percepcję niczym okulary lub mikroskop. Zwykle nazywamy również strukturami zjawiska naturalne, jeżeli spełniają one naszą koncepcję struktury, mówimy np. o strukturze maszyny, umysłu, organizmu biologicznego, przedsiębiorstwa, państwa. A zatem sama nazwa “struktura” jest odnoszona zarówno do konstrukcji symbolicznych naszego umysłu jak i do zjawisk przyrody. Proponowałbym aby te ostatnie nazywać dla odróżnienia strukturami stosowanymi lub A-strukturami (od: applied structures) w przeciwieństwie do struktur symbolicznych, ponieważ posługiwanie się jedną nazwą struktury prowadzi do nie odróżniania struktur należących do sfery pojęciowej (uniwersum symbolicznego) od należących do uniwersum materialnego i psychologicznego.(patrz rozdz.3) gdyby nie to, ze byłoby to szalenie niepraktyczne. Pozostańmy więc przy stosowaniu pojęcia struktury zarówno do pojęć jak i do odpowiadających pojęciu struktury derywatów świata materialnego i psychologicznego nie zapominając o różnicy. Widzialne przejawy struktury materialnej lub społecznej nazywamy Postacią ang. Shape; niem. Gestalt; ros. Vid)
2 Struktura jest jedynym sposobem istnienia w naszym świecie rządzonym przez drugą zasadę termodynamiki. Można ją określić jako przejaw oporu stawianego ogólnemu wzrostowi entropii, lub jako zbiór niezmienników w stosunku do czasu. Logicznie i matematycznie można sformalizować pojęcie struktury, definiując je, jako:

- czynnik ograniczający wzrost entropii i układzie losowym,

- podzbiór stanów (funkcji) dopuszczalnych opisany na zboirze stanów (funkcji) możliwych,

- zbiór relacji określonych na substracie, nazwanych stosownie do Clarka Maxwella konfiguracją, wraz z jej zbiorem przekształceń samopodobnych (automorficznych). Możliwe są bardziej wyrafinowane definicje matematyczne.


3. Ogólną cechą struktury jest symetria. Odrębną własnością struktur materialnych i psycho-społecznych jest ich czasowo-przestrzenna ograniczoność. Przez symetrię rozumiemy całokształt modeli i operacji, będących wzorcami równowagi. Ogólnie rozumianą symetrię uczeni znajdują w świecie mega-fizycznym, modelując hiperprzestrzeń (superstruny- Superstrings), jak również na poziomie świata mikro-fizycznego. Jak mówi W. von Heisenberg, “najgłębszym korzeniem zjawisk jest prawo matematyczne, określające podstawowe operacje symetrii” (W. von Heisenberg). Złamanie symetrii wskazuje na śmierć jednej struktury a na narodziny innej. Erich Jantsch określa ewolucję jako proces łamania symetrii (Jantsch).

Myślę, że już wystarczy tego repetytorium i należy z kolei zrobić krok naprzód w naszym studium struktury. Spodziewam się, że Czytelnik zna formułę Boltzmanna:


F= E- TS
gdzie:

T - temperatura,

S - entropia,

F - wolna energia,

E - energia potencjalna danej struktury fizycznej

Powyższa formuła wyjaśnia, że równowaga jest wynikiem konkurencji między energią i entropią, oraz że wszystkie procesy rozpraszania energii są nieodwracalne. W niskich temperaturach przeważa czynnik energii, co powoduje powstawanie struktur energetycznych takich jak kryształy, zwanych zachowawczymi lub równowagowymi. Równowaga jest takim stanem struktury, gdzie wszystkie wielkości makroskopowe są stabilne, a procesy mikroskopowe zanikają. Pozycja każdego atomu i molekuły jest stabilizowana przez wzajemnie równoważące się statystyczne oddziaływania z sąsiadami.

W procesie rozpraszania energii, jak przepływ ciepła, przepływ lepkościowy, dyfuzja, reakcje chemiczne lub praca człowieka powstaje równowaga dynamiczna, gdzie wielkości makroskopowe są stabilne, podczas gdy na poziomie mikroskopowym rosną zmiany fluktuacyjne, tzn. zmiany przepływu energii. W powyższym procesie następuje nieodwracalny wzrost entropii czyli rozpraszanie się energii. W wyniku tego rozpraszania się energii pojawia się nowy rodzaj struktur: fluktuacyjne lub oscylacyjne, które przyjęto nazywać rozproszeniowymi (dyssypatywnymi). Nie każda fluktuacja tworzy struktury dyssypatywne, lecz każdy proces powstawania takiej struktury musi mieć charakter fluktuacyjny. Do struktur dyssypatywnych należą rośliny, zwierzęta i ludzie. W taki oto sposób porządek strukturalny powstaje z chaosu. Struktury dyssypatywne wymagają nieustannego zasilania strumieniem materii-energii (pokarm i/lub idee & artefakty). Na drodze rozwoju struktur dyssypacyjnych natura przełamuje czasowo-przestrzenną ograniczoność pojedynczej struktury.


(3) Nieprzerwane życie systemów czyli ich samoreprodukcja i samoorganizacja jest możliwe dzięki strukturom dyssypatywnym, stanowiąym motor życia w środowisku otwartym.
Struktury dyssypatywne, które rodzą się i umierają nie mogą być tak trwałe, jak “martwe” struktury zachowawcze. Możemy sobie wyobrazić strukturę dyssypatywną jakby była utkana z mgły lub jak nadmuchiwany przez nas balon, ponieważ jest ona tylko złożoną, szczególnego rodzaju strukturą relacyjną określoną na substracie energii i materii. Termodynamika procesów nierównowagowych stworzona została przez laureatów Nobla E. Schroedingera i I. Prigogine’a jako narzędzie do ich studiowania. Wyrosła z niej teoria struktur dyssypatywnych Prigogine’a, która opublikowana została w 1966r (popularyzacyjna praca Prigogine’a ukazała się w j. polskim dopiero w 1990r, a w klasyfikacji nauk Komitetu Badań Naukowych termodynamika nie była (co najmniej do 1996r.) wyodrębniona, co wskazuje na jakim etapie rozwojowym znalazła się post-komunistyczna Polska.

Teoria struktur dyssypatywnych jako aparat formalny była z powodzeniem stosowana w zakresie chemii i biologii, jakkolwiek można by ją rozciągnąć na całokształt życia człowieka włącznie z nauką i techniką. W ten sposób znaleźliśmy się nie tylko w określonym przez dynamikę świecie determinizmu i trajektorii przedmiotów będących w stanie spoczynku lub w odwracalnym ruchu, lecz równolegle w rządzonym przez termodynamikę świecie fluktuacji, nieodwracalności i ewolucji podążającej za strzałką czasu. Całą postać naszego świata tworzą dwie przeciwstawne zasady budowy struktur: konserwatywna i dyssypatywna.



O ile symetrię struktur zachowawczych możemy określić jako niezmienniczość grupy przekształceń automorficznych, symetria struktury dyssypatywnej przejawia się w bilansie systemowym (SB - System balance) który jest postacią, czyli postrzegalnym przejawem bilansu entropii (EB- entropy balance). Ten ostatni można określić jako wzajemny związek dwu nierozdzielnych czynników: entropii źródeł własnych, będącej energetycznym kosztem egzystencji i entropii produkowanej dodatkowo i oddawanej otoczeniu jako wyraz fluktuacji, oscylujących w dół i w górę w procesie rozpraszania energii. Bilans entropii jest teoretyczną formułą zasady “weź i daj” kształtującej procesy równowagowe w przyrodzie.

SB jako wizualizacja (postać) EB jest wskaźnikiem zmian zachodzących w strukturze dyssypatywnej. Negatywny EB oznacza, że odpływ entropii do otoczenia przekracza poziom entropii źródeł własnych: nasza struktura dyssypatywna rośnie, jak człowiek w wieku dojrzewania lub ciężko pracujący, który dużo je. Gdy obydwa rodzaje entropii równoważą się, mówimy że EB osiągnął stadium stacjonarne, co upostaciowane jest przez dojrzałość lub stabilność danej struktury dyssypatywnej. EB nazywamy dodatnim, gdy odpływ entropii do otoczenia zanika. ( umieranie z głodu, starzenie się lub hibernacja organizmu). W całej naturze spotykamy różne przejawy SB, jak np.: równowaga drapieżników i ofiar w biocenozie, bilans urodzeń i zgonów w naturalnej populacji, bilans stymulatorów i inhibitorów w żyjącej roślinie, bilans życzeń i przewidywań w ludzkim umyśle, bilans zagrożenia i solidarności w ludzkim społeczeństwie, władzy i opozycji w życiu politycznym itd.

Jeżeli dana struktura dyssypatywna osiąga stan daleki od równowagi( “nierównowagowy”), jej stabilność może zostać złamana przez bifurkację. Bifurkacją nazywamy chaotyczne zachowywanie się struktury, podczas którego nawet słaby bodziec energetyczny może dokonać “przełączenia” do innego stanu struktury. “Trzepotanie skrzydeł motyla w Nowej Zelandii może zmienić charakterystykę huraganu na Florydzia” ( James Gleick). Dlatego do opisu struktury dyssypatywnej potrzebna jest zarówno miara deterministyczna i losowa.

Bifurkacja jest skrzyżowaniem dróg ewolucji: mamy do wyboru tylko jedną szansę z dwóch dopuszczalnych. Te dwie dopuszczalne szanse należą jednak do znacznie większego zbioru możliwości. Rene Thom nazwał te zmiany “katastrofami wirtualnymi” i dowiódł, że dla świata czterowymiarowego ( tzn. dla pierwszego poziomu samoorganizacji) liczba możliwych przekształceń struktury wynosi siedem (Thom). Stosownie do naszych wcześniejszych rozważań o samoorganizacji (rozdz. 5) możemy przyjąć, że ilość przekształceń możliwych (“katastrof”) rośnie równolegle do wzrostu poziomu samoorganizacji struktury różnicując ewolucję żyjących systemów i czyniąc przyszłość nieprzewidywalną. Taką myśl wyraża w swojej ostatniej książce wybitny polski mikrobiolog, Wł Kunicki-Goldfinger



W ten sposób struktury dyssypatywne służą nieustannie ewolucji życia. Jak jest jednak możliwe nieustanne życie na planecie będącej ograniczonym zbiorem zasobów? Jedyną drogą jest łańcuch nieustannego zamierania i odradzania się. Wspomniany Kunicki-Goldfinger mówi, że liczba gatunków które wyginęły w procesie ewolucji przekracza ponad stukrotnie liczbę gatunków istniejących.

Śmierć nie jest więc absolutnym złem, a jedynie koniecznym narzędziem podtrzymywania życia i to w dwojakim znaczeniu:

a) umożliwienia samoodtwarzania się życia na planecie będącej skończonym zbiorem zasobów,

b) selekcji istniejącego życia przez niszczenie struktur gorzej przystosowanych. Chociaż zabrzmi to brutalnie, taka jest prawda życia: zabijanie jednych umożliwia życie drugim. Mamy do wyboru jedynie określenie tych, którzy mają żyć i tych, którzy mają umrzeć. Słabnąca selekcja biologiczna lub negatywna selekcja wprowadzana przez systemy autorytarne prowadzi do stopniowego umierania gatunku na drodze jego degeneracji. I nie jest to pogląd heretycki: W teologii moralnej Kościoła Katolickiego znalazłem twierdzenie, że Bóg dopuszcza zło, aby powstało większe dobro.

Możemy więc stwierdzić, że:
(4) wszystkie zjawiska naturalne, spełniające model struktury dyssypatywnej są zdolne do samoreprodukcji i do ewolucji na drodze samoorganizacji. Są to żyjące systemy biologiczne, które można zaliczyć do popperiańskiego uniwersum materialnego oraz systemy ponad-biologiczne (supra-biological) należące do uniwersum psychologicznego i społecznego, zwykle określane mianem kultury lub cywilizacji.



1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   26


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna