Организованные системы

Бюргард (Beauregard Costa, 1960) отмечает, что термин информация в утверждении (48) употребляется в двух смыслах: в первом случае: негэнтропия —> информация - речь идет о собирании сведений, а во втором: информация —> негэнтропия - о

способности к организации. С этой точки зрения, понятие негэнтропия характеризует организованность живой системы.

Согласно Поплавскому (1981) первый член в утверждении (48) можно интерпретировать, как цену информации, так как для получения, хранения и использования информации необходимо совершать некоторые физические действия, сопровождающиеся изменением энтропии системы. Обозначим в этом случае изменение энтропии через ΔS_T (изменение энтропии термостата по Поплавскому). Конечный член в формуле (48) соответствует увеличению организованности системы, т.е. появлению свойства уменьшать энтропию на δN = - ΔS_Ν . Мы можем записать при этом формулу (48) в виде неравенства (Поплавский, 1981)

 

где ΔST - изменение энтропии термостата, в который помещена изучаемая система; ΔI - изменение информации, выраженное в сопоставимых с энергией единицах; ΔSΝ - изменение энтропии, связанное с полезным эффектом управления.

 

Если речь идет об открытых системах, в которых протекают необратимые процессы, то их организованность следует характеризовать не величиной изменения ΔS_Ν , а удельной функцией внешней диссипации (Зотин, Зотина, 1987; Зотин, 1988). Отсюда следует, что в системе, где протекают неравновесные процессы, характеризующиеся псидфункцией , осуществляется контроль и управление, характеризующийся псидфункцией, имеет место негэнтропийный эффект, где - общий негэнтропийный эффект,- чистый негэнтропийный эффект, - негэнтропийный эффект, связанный с

осуществлением сопряженных процессов (Zotin, Zotin, 1996). Функция внешней

 

организованности системы. Он связан с предшествующим действием управляющих систем (48), которое приводит к формированию специфической организации данной системы. В живых организмах в этом случае речь идет о реализации генетической программы, в искусственных системах - о реализации плана изготовления изделия.

Как следует из (19) и (50) принцип наименьшей диссипации энергии для организованных систем можно записать (Зотин, Зотина, 1987; Зотин, 1988; Завальнюк, 1991):

В этом случае критерий эволюции будет иметь вид

или согласно (14)

 

Важным следствием принципа (51) является то, что функция внешней диссипации в устойчивом состоянии организованной системы должна быть меньше, чем она была бы при отсутствии процессов регуляции и управления в

системе. Принцип наименьшей диссипации энергии для стационарного состояния организованных систем осуществляется в этом случае в довольно своеобразной форме: диссипация не только минимальна, но и меньше, чем должна была бы быть в соответствии с физическими и химическими свойствами системы. На схеме, приводимой на рис. 1(2), эта особенность организованных систем подчеркнута тем, что в устойчивом состоянии шарик находится на дне, но не чаши, а полусферы, лежащей ниже дна чаши. Вывод, показанный на рис. 1(2), следует не только из принципа наименьшей диссипации энергии для организованных систем (51), но и из некоторых других соображений (Зотин, 1988).

Второе важное следствие, которое вытекает из принципа наименьшей диссипации энергии для организованных систем (51), касается стационарных процессов: интегральный принцип наименьшей диссипации энергии (20) в этом случае принимает вид:

 

Графически интегральный принцип наименьшей диссипации энергии для организованных систем изображен на рис. 2(2), на котором шарик катится по дну, находящемуся ниже дна желоба, характерного для устойчивого неравновесного процесса обычной физико-химической системы. Траектория, проходящая по дну желоба, соответствует минимальной суммарной диссипации энергии и максимальной устойчивости стационарного процесса. В биологии развития она получила название креод (Уоддингтон, 1970). Этот термин можно сохранить и для любого стационарного процесса, происходящего в организованной системе.