На переломе эпох: выбор стратегии созидания будущего

Понятие устойчивости уточняется в современной науке при его выражении через понятия системно-структурного подхода. Само понятие системы, по мнению многих исследователей, предполагает наличие критерия устойчивости как способности системы сохранять себя в условиях изменяющейся среды. «Системой является такое целостное образование, подчиняющееся единым законам развития, в котором связь между элементами является более существенной, прочной и устойчивой, чем связь каждого элемента с окружающей средой»[40]. Система есть совокупность любого рода элементов, между которыми имеют место устойчивые связи. Понятие устойчивости несет важную смысловую нагрузку в определении системы. Неустойчивая система не способна к длительному существованию. Свойство устойчивости, стабильности – это наиболее общее свойство всяких систем, так как оно определяет большинство других их свойств. Система устойчива в том случае, когда ее основные параметры поддерживаются на определенном уровне, либо же происходит переход из одного состояния в другое, однако сохраняются некоторые характерные свойства, определяющие систему как таковую. «Через все значение слова “устойчивость”, – подчеркивает У. Р. Эшби, – проходит основная идея “инвариантности”. Эта идея состоит в том, что, хотя система в целом претерпевает последовательные изменения, некоторые ее свойства (“инварианты”) сохраняются неизменными. Таким образом, некоторое высказывание о системе, несмотря на беспрерывное изменение, будет неизменно истинным»[41]. Инвариантность – свойство сохраняемости некоторых структур по отношению к определенным изменениям. Поскольку любой процесс изменения имеет в своей основе сохраняющееся, то устойчивость выступает как инвариант изменений. Понятие инвариантности служит конкретизацией единства изменчивости и устойчивости.

Первоначально понятие инвариантности применялось в математике для обозначения выражения, остающегося неизменным при определенных преобразованиях переменных, связанных с ним. В ходе развития научного познания данное понятие получило широкое применение и в других науках: физике, кибернетике и т. д. «Я убежден, – писал М. Борн, – что идея инвариантов является ключом к рациональному понятию реальности, и не только в физике, но и в каждом аспекте мира»[42]. Основное содержание понятия инвариантности сводится к утверждению о наличии постоянных, устойчивых свойств, отношений, величин, параметров в системе при определенных изменениях. Обычно принимается, что если система не изменяется, то данный конкретный признак системы является инвариантным по отношению к определенным изменениям.

Выяснение закономерностей любой системы неразрывно связано с поиском ее сохраняющихся величин. «Изучение общих структурных основ живого, биохимической универсальности организмов, направлено на выделение инвариантов в живых системах, устойчивых образований, сохраняющих свои характеристики в процессе индивидуального и родового развития»[43]. Выявление инвариантного в развитии – это определение величин, остающихся неизменными в ходе преобразования системы.

Инвариантность отражает то, что остается неизменным и устойчивым в результате преобразований и изменений в системе, выражая единое взаимодействие между устойчивостью и изменчивостью, происходящими в процессе перехода от одного состояния к другому, и тесно связана со структурой, которая обозначает такой способ связи элементов, тип их отношений, при котором система как целое оказывается устойчивой.

Вместе с тем для выявления закономерностей функционирования системы недостаточно определить способ связи элементов, поскольку элементы находятся между собой в некоторых отношениях и связях, обусловливающих ее строение и состав. Поэтому только знание элементов, способа их связи между собой и целостности структуры позволяет установить наиболее существенные характеристики той или иной системы.

Начальный этап познания системы – исследование ее элементарного состава. Древнегреческие атомисты первыми поставили вопрос о существовании неделимых частиц всего существующего, простых элементарных, неделимых частиц. Эта неделимость всегда относительна и зависит от элементов, составляющих систему.

Элементы системы находятся в определенных связях и отношениях между собой. Разнообразные связи в системе определяют ее устойчивость не только как целого, но и отдельных ее компонентов. Каждый из компонентов, вступая во взаимодействие с другими компонентами, повышает степень своей устойчивости. Уже с момента зарождения жизни взаимодействие различно организованных коацерватов между собой и окружающей средой вело к повышению устойчивости всей системы, которая эволюционировала в сторону независимости от колебаний внешних факторов[44]. Устойчивые связи в свою очередь образуют структуру системы, т. е. совокупность существенных связей между элементами, определяют ее упорядоченность.

Определение структуры как инвариантного аспекта системы выражает лишь устойчивость состояний, что неизбежно приводит к упущению временного аспекта: структура понимается как «законченная», «устойчивая». Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс справедливо отмечают, что с помощью инвариантов происходит описание «концевых» результатов процесса, а не самого механизма процесса[45].

Подобная трактовка структуры (и связанной с ней устойчивости) встречается в различных отраслях естествознания. В частности, в биологии при характеристике структуры зачастую главное внимание обращается на пространственное расположение элементов системы, при этом недооценивается или даже вовсе игнорируется временной аспект структуры, а, следовательно, и устойчивость особого рода. Временная характеристика структуры (и вообще системы) – необходимое условие ее определения. Даже на уровне явлений неорганической природы представление о структуре материальных частиц связано «со структурой процессов и является динамическим. Именно это обстоятельство и избавляет нас от тех затруднений, которые были характерны для старых представлений о частице как о некотором неизменном объекте»[46]. Более четко обнаруживается данный аспект на уровне органической и социальной форм движения материи, где иногда может происходить преобразование структуры при сохранении системы. Выражение устойчивости через структуру лишь как инвариантный аспект системы не охватывает всех ее проявлений в материальных системах, отражая, как правило, лишь устойчивость определенных состояний. В частности, главными отличительными особенностями живых систем являются развитие и изменение вследствие чего они носят преимущественно процессивный характер. Именно поэтому для биологии важное значение имеет изучение устойчивости жизненных процессов, которая не может быть выражена через статически понимаемую структуру. Как подчеркивал Э. Бауэр, работа живых систем осуществляется за счет непрерывной перестройки самой структуры живых тел[47].

Взаимосвязь элементов и структуры предполагает единство устойчивости и изменчивости, относительную самостоятельность элементов и их взаимосвязь. Совокупность устойчивых связей образует структуру системы, причем устойчивость отдельных элементов не является обязательным условием устойчивости системы в целом. Система может быть устойчивой, хотя и состоит из неустойчивых элементов, которые благодаря особому способу взаимодействия образуют устойчивую структуру. Поэтому структурной устойчивостью может обладать и такая система, элементы которой претерпевают постоянные преобразования, переходят из одного состояния в другое. Применительно к подобного рода системам понятие элемента следует расширить и переосмыслить, а именно наряду с вещественными, корпускулярными элементами выделить элементарные процессы (действия, акты, изменения)[48], складывающиеся в интегральную структуру целостного процесса, который обладает структурной устойчивостью в той мере, в какой элементарные процессы упорядочиваются, координируются во времени, получая определенную направленность.

Любая система состоит из множества подсистем. По всей вероятности, существует столько Д-множеств данной М-системы, сколько имеется способов ее расчленения. Исходя из этих соображений, М. Тода и Э. Шурфорд пишут: «При данном Д-множестве М-системы ее структура определяется как вся совокупность отношений между подсистемами, принадлежащими данному Д-множеству»[49]. Подобное определение структуры указывает на ее иерархический характер, однако, как подчеркивают сами авторы, невозможно осмысленно говорить о структуре, пока не указано и не осознано Д-множество, с помощью которого определяются отношения.

Следовательно, структура системы зависит от того, какое из возможных Д-множеств системы выбрано для описания структуры[50]. Структура системы устойчива до тех пор, пока остаются неизменными отношения между ее подсистемами.

Математическое описание структурной устойчивости можно представить следующим образом. Пусть дана некоторая «форма», геометрически определяемая, например, графиком функции F (x); нужно выяснить, обладает ли эта функция «структурной устойчивостью», т. е. сохраняет ли эта функция ту же топологическую форму, если первоначальная функция F переводится малым возмущением в Q = F + oF. Процесс Р можно считать структурно устойчивым, если незначительные изменения начальных условий переводят его в процесс Р1, изоморфный процессу Р, т. е. малая деформация пространства-времени переводит процесс Р1 снова в процесс Р[51]. Данной математической модели соответствует введенное К. X. Уоддингтоном понятие креода, которое определяется как некоторая центральная траектория морфогенеза в совокупности возможных траекторий процесса, от которой в условиях нормального развития допустимы отклонения лишь в ограниченном диапазоне[52]. Понятие структурной устойчивости означает канализирование процессов индивидуального развития организмов.

Идеи и методы системно-структурного подхода имеют специфику своего проявления в биологическом познании, и прежде всего в том, что они должны учитывать не только экстенсивные, но и интенсивные, интегрированные в пространстве и во времени структуры. Понятие структуры в данном случае охватывает не только строение системы, но и ее изменения, взаимодействия и поведение в целом. «Структура есть относительная выделенность, дискретность частей (в отличие от “бесструктурных” образований), и фаз или стадий изменения и развития, а вместе с тем определенная упорядоченность, определенный строй всей совокупности отношений, связей и взаимодействий между этими частями, фазами или стадиями, объединяющимися в единое целое»[53]. Выявление дискретности в биологических процессах – характерная черта определения их специфики, выражающей единство устойчивости структур целого и лабильности их функций. При этом в области живой природы наблюдается своеобразное проявление данного единства. На уровне простейших происходят значительные структурные изменения целого при относительной неизменности прежних функций. Напротив, на уровне высших организмов приспособление в основном происходит за счет лабильности функций при сохранении структуры. На основании данного положения М. И. Сетров сделал вывод о том, что «высота организации систем в общем виде определяется тем, в какой степени актуализация функций осуществляется за счет изменения структуры (возникновение нового свойства и новой функции) и в какой степени – за счет увеличения у одной структуры множества функций, которые при изменении условий могут сменять друг друга. Чем более устойчива структура и более подвижна ее функция, тем выше организована система»[54].

Выявление структуры системы означает и познание ее частей, способов взаимодействия между ними, их отношения друг к другу. Поэтому структура включает дискретность частей, совокупность связей, отношений и взаимодействий между ними. Отсюда становится понятным, что структура живого является выражением пространственно-временной организации целостных систем, обусловленных закономерными связями структурных и функциональных элементов. При этом сами элементы процесса имеют не только вещественно-корпускулярную, но и динамическую, функциональную природу и включают элементарные акты, действия, изменения.

В последнее время широкое распространение получило понятие «функциональной структуры», состоящей из отдельных единиц. Элементарными единицами биологических систем зачастую выступают фундаментальные единицы, которые далеко не равнозначны элементам физического объекта[55]. Примерами таких функциональных структур могут служить различные акты поведения, такие, как убегание, поиск пищи и т. п. В итоге оказывается возможным на основании функции как некоторого заданного поведения биологической системы исследовать соответствующие структуры. Любая функция выражает роль элементов, процессов в сохранении и развитии той системы, частью которой она является. Она отражает такое отношение части к целому, при котором сохранение части обеспечивает существование целого. Любая структура целостного процесса, таким образом, состоит из элементарных актов, действий, изменений функциональных единиц и т. д., основанных на определенном их сочетании, упорядочивании во времени. Изучение различного рода структур – необходимое условие нахождения сохраняющихся величин. «Поиск сохраняющихся величин при изучении молекулярных структур живого составляет важнейшую сторону единого познавательного процесса, направленного на овладение функциональными основами жизни. Благодаря нахождению инвариантов становится возможным изучение вариабельности и, наоборот, через определение вариабельности, видоспецифичности обнаруживается сохранение таких существенных свойств, которые позволяют сформулировать некоторые устойчивые закономерности существования и развития молекулярных структур»[56].

Структура в широком смысле означает устойчивые характеристики явлений и процессов материального мира. Сохранение качественной определенности системы обусловлено устойчивостью ее структуры, не выходящей за пределы меры. Структура оказывается тождественной самой себе, если наиболее существенные параметры остаются неизменными. Она есть устойчивая выделенность, дискретность. Структура живых систем выражает аспект устойчивости, характеризующий пространственную упорядоченность элементов и процессов. Устойчивость, определяемая структурой, выступает как одно из атрибутивных свойств живого. На это обращал внимание еще Дж. Холдейн: «Активное поддержание нормальной, и притом специфической, структуры и есть то, что мы называем жизнью, понять сущность этого процесса – значит понять, что такое жизнь. Существование жизни как таковой предстает, таким образом, в виде аксиомы, на которой основывается научная биология»[57]. Эту же точку зрения разделяют и современные авторы, представляющие жизнь в виде некоторой глобальной структуры, обладающей подсистемами и характеризующейся целостной и устойчивой пространственной и биологической конфигурацией (эта конфигурация обладает структурной устойчивостью)[58].

Понятие структуры тесно связано с упорядоченностью процессов и явлений материального мира. «Порядок и структура суть материальные факты. Они внутренне присущи самой материи и имеют место… во всех формах движения материи… В то же время способ организации, структуры, порядок, закономерность в отдельных формах движения материи качественно различны. Но, так или иначе, они существуют повсюду. Хаотическая материя, лишенная всякой закономерности, была бы недоступна для познания»[59]. Упорядоченность характеризует систему с качественной стороны (со стороны отношения элементов и связей). Она является основой сохранения структуры системы. Порядок выражает соотношение процессов в некоторой повторяющейся последовательности. В частности, определяя причинность через упорядоченность, Д. И. Блохинцев отмечает, что причинность – определенная форма упорядочения событий в пространстве и времени и эта упорядоченность накладывает ограничения даже на самые хаотические события[60]. Определяя упорядоченность как строго согласованную последовательность протекания процессов, необходимо учитывать, что она сочетается с некоторой степенью неупорядоченности, т. е. включает в себя единство системной упорядоченности и частичной неупорядоченности, оптимальной для данного структурного уровня.

Проявления упорядоченности весьма специфичны для каждого уровня организации материи, а сам мир, как отмечал Н. Винер, «представляет собой некий организм, закрепленный не настолько жестко, чтобы незначительное изменение в какой-либо его части сразу же лишало его присущих ему особенностей, и не настолько свободный, чтобы всякое событие могло произойти столь же легко и просто, как и любое другое»[61]. Единство упорядоченности и неупорядоченности есть проявление единства устойчивости и изменчивости явлений и процессов материального мира. Во всех упорядоченных структурах в той или иной форме обнаруживаются элементы неупорядоченности, равным образом, как и хаос, беспорядок в одном отношении выражают упорядоченность в другом отношении. Выявление различных типов упорядоченности способствует определению различных форм сохранения, устойчивости. В мире обычно выделяют вещи, свойства и отношения. Отношения, складывающиеся в системе, выражают ее упорядоченность. При этом область отношений порядка весьма многообразна и проявляется в различных формах эквивалентности, моментах тождества, отношениях пространственной и временной последовательности и т. д. Повторяемость элементов и связей данной последовательности фиксирует упорядоченность системы. Чем выше степень единообразия (повторяемости), тем соответственно выше и порядок. Вероятность порядка тем больше, чем меньше разнообразие элементов системы. Упорядоченность отражает качественную определенность отношений элементов и связей системы, фиксируя в ней моменты устойчивости, сохранения.

Понятие упорядоченности тесно связано с понятием организации, представляющей особый вид упорядоченности, связанный с сохранением системы. Понятие организации обычно используется как для характеристики сформировавшихся систем, так и для обозначения упорядоченности процесса их исторического становления и развития. В плане соотношения организации и структуры, фиксирующей момент стабильности в системе, первое предстает как структура в действии, как структура, находящаяся в функционировании. Организация представляет собой динамическое единство структуры и функции. «Организация системы (или систем) есть способ связи, изменяющийся в общем случае во времени, обратимо протекающий в двух взаимно противоположных направлениях (понижения и повышения) и рассматриваемый по отношению к любой системе (или ко всем системам вообще) и безотносительно какой-либо определенной системы»[62].

Характерной чертой организации является соответствующий тип связей, определяющий специфику той или иной системы и ее сохранение. Организованность системы зависит от устойчивости структуры ее элементов и лабильности их функций, направленных на сохранение целостности системы. Организованность выражает структурно-функциональную целостность системы, обусловленной характером взаимодействий элементов. Структура является организованной, если ее существование либо необходимо для поддержания некой функциональной организации, либо зависит от деятельности такой организации[63].

Однако структура, будучи важнейшей характеристикой организации, определяющей ее существенные функции и свойства, не тождественна последней, ибо изменение структуры не всегда влечет изменение организации. Организация может оставаться постоянной и при изменении структуры, хотя такая зависимость неоднозначна. Если изменение структуры происходит как в пространстве, так и во времени, то изменение осуществляется лишь во времени. Понятие организации обычно используется для обозначения оформленности, упорядоченности объекта, включая в себя не только геометрическое строение того или иного объекта, т. е. расположение его элементов и частей в пространстве, но и характер взаимодействия элементов и частей, внутренней динамики объекта (т. е. временное строение объекта, диахроническую его структуру, характер его функци-онирования)[64]. Организованность системы – важнейший способ, свойство, обеспечивающее ее сохранение, основа ее существования и развития. Поэтому понятия организации и высоты организации определяются через категорию сохранения: «Организацией является такая совокупность явлений, в которой свойства последних проявляются как функции сохранения и развития этой совокупности»[65].

Тесно связано с понятием устойчивости понятие симметрии. Проявление симметрии обнаруживается на различных уровнях организации материи: атомном, молекулярном, организменном и представляет собой одно из самых распространенных явлений в природе. Понятие симметрии в общем виде характеризует существующий в окружающем мире порядок, пропорциональность и соразмерность между составными частями целого, определенное равновесие состояния, относительную устойчивость[66]. Обычно система тем более устойчива, чем более уравновешены и согласованы ее элементы. В то же время понятие симметрии не тождественно понятию сохранения: оно выражает единство сохранения и изменения. «Движение и сохранение представляются в понятии симметрии как взаимодополняемые, взаимоопределяемые моменты. Не только сохранение невозможно понять без движения, но и движение невозможно понять вне сохранения. Симметрия есть та целостность жизни объекта, в которой сохранение и изменение образуют взаимно противоположные основания этой целостности»[67]. В понятии симметрии отражены моменты сохранения, устойчивости материальных систем, которые характерны для окружающего нас мира.

Понятие устойчивости обычно связывается с неизменностью явлений и процессов окружающего мира, с сохраняемостью определенных состояний. Такое понимание устойчивости, будучи справедливым при рассмотрении сравнительно простых систем, оказывается недостаточным при переходе познания на более сложные уровни (биологический и социальный), и прежде всего потому, что в данном случае упускается другой, не менее важный аспект устойчивости, выражающий сохраняемость процессов. В реальных объектах устойчивость выступает одновременно и как состояние, и как процесс, и как результат, и как изменение.

Устойчивость процесса связана с изменением состояний, их переходом друг в друга во времени. Время выступает в основном в двух аспектах: в процессах функционирования и в процессах развития материальных систем. При этом при функциональном подходе исследователя интересуют в первую очередь те наиболее существенные переменные системы, которые обеспечивают ее устойчивость в относительно изменчивых условиях, т. е. те переменные, которые обеспечивают сохранение определенных состояний. Исторический подход базируется на выявлении параметров системы, которые ведут к ее изменению при одновременном сохранении основных свойств и качеств, позволяющих рассматривать ее тождественной самой себе.

Рассмотрение устойчивости системы в масштабах времени функционирования и развития позволяет показать недостаточность ее сведения к сохраняемости определенных состояний. Исследование устойчивости процесса предполагает помимо выявления структурных характеристик объекта (элементов и частей) определение их места и роли в процессах функционирования целого.

На основе анализа связи понятия устойчивости с другими понятиями можно заключить, что устойчивость как философское понятие является отражением общего свойства материальных систем, выражающего как сохранение структурной организации за счет поддержания наиболее существенных параметров системы, а в более общем плане как способ сохранения любого конкретного состояния материи, так и сохранение направленности процесса, его определенной упорядоченности, путей и тенденций развития.

1.3. Устойчивость и типология связей системных объектов

Одно из самых существенных свойств объективного мира – всеобщая связь предметов и процессов. «Вся доступная нам природа образует некую систему, некую совокупную связь тел, причем мы понимаем здесь под словом тело все материальные реальности, начиная от звезды и кончая атомом и даже частицей эфира, поскольку признается реальность последнего. В том обстоятельстве, что эти тела находятся во взаимной связи, уже заключено то, что они воздействуют друг на друга, и это их взаимное воздействие друг на друга и есть именно движение»[68]. Взаимодействие тел, явлений и процессов окружающего мира представляет собой сложную сеть различных взаимных воздействий как в пределах различных структурных уровней (галактика, звезды, макроскопические тела, молекулы, атомы, элементарные частицы), так и в рамках одного и того же структурного уровня материи. Связи существуют не только в рамках данной системы, но и принадлежат всему окружающему миру.