CC BY
52
УДК 510.6., 004.421, 523.21 ГРНТИ 20.01.07
В.Я. Цветков1, А.В. Козлов2 1НИИАС 2РТУ МИРЭА
СИНЕРГЕТИКА СУБСИДИАРНЫХ СИСТЕМ
Статья исследует синергетику субсидиарных систем. Раскрывается современное развитие синергетики в основных направлениях: управление, системный анализ, самоорганизация и эмер-джентизм. Основное направление исследования - синергетическая самоорганизация субсидиарных систем. Описана синергетическая теория развития. Раскрывается содержание структурной сопряженности. Описана вариативная цели как специфическая характеристика субсидиарной системы. Описана особенность делимости субсидиарных систем через модель странного аттрактора. Показана связь фрактальности с субсидиарной системой. Описаны синергетиче-ские принципы развития субсидиарных систем. Описаны два варианта реализации принципа го-меостатичности. Первый вариант характерен для всех сложных систем. Второй вариант существует только в субсидиарных системах. статья показывает. что принцип иерархичности является двойственным в субсидиарных системах. Описаны принципы нелинейности, открытости, условной неустойчивости и коэволюции. Показано, что коэволюция создает дополнительные устойчивые состояния.
Ключевые слова: сложные системы, субсидиарные системы, синергетика, принципы развития, нелинейность, коэволюция.
V.Ya. Tsvetkov1, A.V. Kozlov 2
1NIIAS 2 RTE MIREA
SYNERGETICS OF SUBSIDIARY SYSTEMS
The article explores the synergy of subsidiary systems. The article reveals the modern development of synergetics in the main areas: management, systems analysis, self-organization and emergentism. The main focus of the research is the synergistic self-organization of the subsidiary systems. Synergetic developmental theory is described. The article explains the content of structural contingency. The article describes variable objectives as a specific characteristic of the subsidiary system. The article describes the divisibility of subsidiary systems through the model of a strange attractor. The relationship offrac-tality with the subsidiary system is described. Synergetic principles ofdevelopment ofsubsidiary systems are set forth in the article. The article describes two options for implementing the principle of homeo-statism. The first option is typicalfor all complex systems. The second option exists only in the subsidiary systems. article shows. that the principle of hierarchy is ambivalent in subsidiary systems. Satya describes the principles of nonlinearity, openness, conditional instability, and coevolution. The article proves that co-evolution creates additional stable states.
Keywords: complex systems, subsidiary systems, synergetics, principles of development, nonlinearity, coevolution.
Введение
Современные субсидиарные системы [1-3] включают комплексы различных подсистем, выполняющих определенные технологические функции. Эти подсистемы связаны между собой процессами динамического взаимодействия и обмена энергией, веществом и информацией. Настоящее исследование в области субсидиарных систем нацелено на изучение концептуальных вопросов этой теории, связанных с анализом субсидиарных систем на синергетической основе. Анализ осуществляется в сложных, диссипативных, аддитивных, самообучающихся и других разновидностях ситуаций. Модельные представления о разнообразных процессах, происходящих в субсидиарных системах, имеют общее объединяющее начало - системный подход. Синер-гетический подход [4-6] является развитием и дополнением системного подхода. Это особенно важно для субсидиарных систем, которые имеют специфические отличия от многих сложных систем.
Синергетика, как научной дисциплины, определена одним из ее основоположников -немецким физиком Г. Хакеном в 1980 году: «Синергетику можно рассматривать как форум, на котором ученые разных дисциплин встретились друг с другом для того, чтобы обменяться своими идеями, как справиться с большими системами». Примечателен также тот факт, что Г. Ха-кен, разрабатывая основы синергетики, включил в арсенал ее средств познания и теорию
информации. Во многих работах, посвященных синергетике, делается значительный упор на взаимоотношениях синергетической теории информации с традиционной теорией информации, которая базируется, главным образом, на работах американских исследователей - Р. Хартли (1928) и К. Шеннона (1948). Отмечается, что синергетическая и традиционная теории информации принципиально отличаются друг от друга, благодаря двум существенным отличиям.
Первое различие управленческое. Теория информации по К.Э. Шеннону и синергетическая теории имеют дело с различными видами информации - соответственно, информацией, связанной с управлением и информацией, существующей независимо от управления, описывающей окружающий мир.
Второе отличие дескриптивное, оно состоит в том, что в синергетической теории информации термин «информация» наполнен семантикой. Информация интерпретируется как сведения о системном объекте как едином целом. В теории информации по К.Э. Шеннону термин информация изолирован от семантики сообщений и связан с передачей сообщений, безотносительно к их смысловому содержанию. К.Э. Шеннон отмечал, что проблемы связи не релевантны смысловому содержанию [7]. Вместе с тем, между данными теориями существует и определенная взаимосвязь, заключающаяся в том, что в рамках синергетической теории естественным путем получены математические выражения традиционной теории информации, которые имеют при этом совершенно иную интерпретацию.
Попытки определить количество информации с помощью традиционных подходов к количественному определению информации (комбинаторного, вероятностного, алгоритмического) не приводят к успеху [8]. Данный негативный факт, в отношении теории информации по К.Э. Шеннону, инспирировал проведение специальных информационно-теоретических исследований, ориентированных на анализ информационно-количественных аспектов отражения системных образований.
Синергетические аспекты рассмотрения систем
К синергетике, как к науке, изучающей поведение нелинейных систем вдали от положения равновесия при изменении некоторых управляющих параметров, наиболее близка по своей идеологии прикладная теория управления. К синергетике, как к науке, изучающей появление новых эффектов в сложных системах близка по своей идеологии теория эмерджентизма. К синергетике, как к науке, изучающей саморазвитие сложных систем любой природы близка по своей идеологии теория ауопойезиса. К синергетике, как к науке, изучающей развитие сложных систем любой природы близка по своей идеологии теория систем. Такое разнообразие усложняет многоаспектный синергетический анализ систем и приводит к необходимости выбора определенного аспекта рассмотрения.
Синергетический аспект управления
В этой связи представляется весьма перспективным для развития современной теории управления осуществить попытку переноса свойств синергетических процессов на субсидиарные системы. Необходимо отметить, что именно синтез такого рода систем является фундаментальной проблемой современной науки об управлении, которая отличается от синергетики тем, что не столько отыскивает возможные диссипативные структуры, а формирует нужные нам структуры - аттракторы для решения различных задач управления соответствующими объектами. При этом возникает непростая проблема перехода от качественных синергетических принципов к интуитивно понятным качественным и логическим отношениям, а также к функциональным и количественным соотношениям. Однако, несмотря на выдающиеся достижения современной синергетики, концепция управления и самоуправления не получила в ней должного развития и обобщения и, следовательно, не заняла подобающего места,
Системность в синергетическом подходе
Познание окружающей действительности на современном этапе развития науки характеризуется широким использованием системного подхода, в основе которого лежит отношение к исследуемым объектам как к системным образованиям [9-11]. Исследуя ту или иную систему, исследователь выделяет в ее составе совокупность системных объектов, каждый из которых представляет собой качественное обособление по какому-либо признаку. Находясь в отношениях и связях между собой, системные объекты отражают относительно друг друга определенную качественную или количественную информацию, оценка которой представляет практический интерес.
При системном синергетическом подходе отражаемый, так и отражающий объекты
рассматриваются в качестве единого целого, а их элементы, соответственно, принимают участие в процессах отражения всей своей совокупностью. Поэтому, учитывая, что термин синергетика в переводе с греческого языка (synergetikos) буквально означает совместный, согласованно действующий, словосочетание «синергетическая теория информации» представляется вполне оправданным. Кроме того, отмечается, что в рамках синергетической теории информации установлены количественные критерии оценки структурной организации системных образований и дана классификация последних со стороны соотношения в их структуре хаоса и порядка.
Экспериментальное опробование, как самих этих критериев, так и их функциональных составляющих в различных предметных областях (учение о периодичности химических элементов, прогноз месторождений полезных ископаемых, социальная политика, структурная лингвистика, молекулярная биология) показало, что они позволяют с единых методических позиций подходить к анализу различных по своей природе системных образований.
Перспективным для современного развития представляется попытка перенести свойства синергетических систем на системы управления нелинейными процессами. Необходимо отметить, что именно синтез такого рода систем является фундаментальной проблемой современной науки об управлении, которая отличается от методов синергетики тем, что не столько отыскивает возможные диссипативные структуры, сколько формирует нужные нам структуры для решения задач управления соответствующими динамическими объектами и системами. Разумеется, что при этом возникает непростая проблема перехода от естественных синергетических принципов к количественным соотношениям. Такой подход позволил построить новую синергетическую теорию управления, имеющую глубокое естественно-научное обоснование как приложение принципов самоорганизации в проблемах управления.
Комплементарность - одно из важнейших обязательных свойств [12-14] сложных систем и сетей, заключающееся в том, что все сигналы на входе или в любой части системы или сети согласуются с аналогичными проявлениями на выходе или в других частях сети или системы. Таким образом, оценка и упорядочение меры системности является совершенно необходимой компонентой успешного моделирования и проектирования современных субсидиарных систем, причём теоретический базис этих действий опирается именно на фундаментальные представления синергетики.
Синергетический аспект самоорганизации
Формирующаяся в настоящее время новая интегральная наука синергетика в течение короткого времени из теории неравновесных процессов превращается во всеобщую теорию развития, имеющую весьма широкие мировоззренческие следствия. Синергетику [4] можно было бы определить как науку о самоорганизации и как науку, расширяющую видение исследуемых явлений настолько, что возникают совершенно феноменальные возможности для важных обобщений, предшествующих новым революционным прорывам в научном мышлении и видении мира.
Предлагаемое направление исследований получило название «синергетическая теория развития». Такое название теории обусловлено рядом причин, в качестве основных из которых указываются следующие - предметом познания синергетической теории являются информационно-количественные аспекты отражения системных образований, включая такие его стороны как упорядоченность и хаотичность, а также особенности взаимоотношения последних при различных структурных преобразованиях. В работах Г. Хакена и И. Пригожина и их школ получены фундаментальные научные результаты в области исследования процессов, по существу, стихийной самоорганизации в системах различной физической природы.
В соответствии с базовыми положениями синергетики ее отличительной особенностью является стихийная самоорганизация, а истинный смысл возникающих при этом кооперативных процессов заключен во внутренних причинах во многом непредсказуемой самоорганизации систем. Это - причинный способ самоорганизации, открытие которого позволило добиться выдающихся результатов в исследовании кооперативных явлений в системах различной природы.
Однако для эффективного применения идей синергетики в проблемах управления причинного способа самоорганизации было недостаточно и потребовался новый, принципиальный шаг в понимании сущности процессов управления и самоуправления в синергетике. Новизна рассмотрения состояла в переходе от непредсказуемого поведения системы по алгоритму диссипа-тивной структуры к направленному движению вдоль желаемых инвариантных многообразий -аттракторов, к которым подстраиваются все другие переменные динамической системы. Эти идеи близки так называемому «мягкому управлению» [15, 16].
Этот же способ используется в направленной (мягкой) самоорганизации синтезируемых
систем. При таком подходе цель - аттрактор определяет сущность процесса, а его истинное понимание состоит в самоуправлении и направленной самоорганизации в соответствии с поставленной целью. С информационной точки зрения способ направленной самоорганизации отражает процесс рецепции информации, что на языке теории динамических систем означает перевод соответствующей системы в определенное конечное состояние независимо от ее прежнего состояния. В свойстве самоуправляемости и направленной самоорганизации нелинейных систем проявляется новый взгляд на проблему управления, видна тенденция перехода от классических методов кибернетики к современным идеям синергетики.
Формулируется следующий системно-синергетический принцип: синтез виртуальной информационной среды и информационного поля как её опосредованного отображения из эволюционирующих информационных структур происходит посредством установления их общего темпа развития, синхронизацию их эволюций. Естественно, что на начальном этапе темпы информационных процессов в разных доменах виртуального пространства, различные. Синергети-ческое развитие среды определяется согласованным взаимодействием или структурным сопряжением двух процессов - организации систем или их самоорганизации.
Факт структурного сопряжения согласно аутопойетическому [17] принципу означает то, что для создания нового способа эффективной организации доменного пространства, в разных доменах должен устанавливаться одинаковый темп информационных процессов. Тогда согласованность развития информационных систем приводит к приближению точки бифуркации, в необходимости смены информационной модели, протокола, технологии и т.д.
Способ сопряжения информационных структур, который приводит к возникновению нового типа организации, ускоряет филогенетический темп развития виртуальной среды в целом и синхронизирует онтогенетический темп развития составляющих частей. Результатом структурного сопряжения является состояние динамического хаоса, который играет конструктивную роль в процессах построения новой архитектуры виртуальной среды. Повышение требований современности к использованию более строгой формализации (сложных и динамических) знаний привело к использованию в математических моделях нелинейных уравнений и методов категориального анализа. Математическая сложность такого аппарата не дает применять его на первоначальных этапах формализации знаний. Он чаще используется лишь тогда, когда знания получили достаточно полную математическую форму описания - а это и есть тот самый случай, когда в обработку знаний вступают информационные системы, информационный морфизм которых формализуется на уровне математических описаний. С этой возможностью напрямую связано появление и развитие объектно-ориентированных технологий и проектирования, использующих близкие по духу идеи. В принципе, они удачно актуализируют аппарат категорий, логично увязывая начальные понятия с синергетическим представлением об информационном методе обработки знаний.
Сегодня в условиях, когда синергетика приобрела значения движущего начала в научных исследованиях, приходится думать о том, чтобы не был утерян научный статус синергетики как междисциплинарной области знания. Реальная опасность заключается в том, что, с одной стороны, по ряду причин в общественном мнении может сложиться отношение к синергетике как к общемировоззренческой концепции, граничащей с дилетантизмом. С другой стороны, имеются тенденции отождествлять синергетику с тем или иным узким направлением исследований в физике, теории систем, также в областях прикладных исследований.
Наиболее желательной альтернативой представляется выработка структурированного категориального базиса синергетики и других атрибутов, свойственных теоретическому знанию, которые позволили бы дополнить существующие представления более строгим их изложением. С синергетикой устойчиво ассоциируются такие объекты и явления как: аттракторы, бифуркация, самоорганизация (когерентная, континуальная и в других смыслах и интерпретациях), хаос и детерминированный хаос, открытие системы в неравновесном состоянии, фракталы, диссипа-тивные процессы.
Самоорганизуются новые механизмы функционирования с новыми параметрами, причем сами по себе прежние параметры состояния не исчезают - они остаются, но систему куда продуктивнее, оказывается, представлять не в них, а в параметрах порядка. В этом тоже инновационная составляющая синергетического видения.
Происходит как бы подчинение большего числа параметров состояния малому числу параметров порядка, что называется принципом подчинения (аналог термина по-английски: slaving principle). Зависимость между параметрами порядка и параметрами состояния не однонаправ-лена. С одной стороны компоненты вектора состояния зависят от того, определяется ли система
параметрами порядка или нет, с другой стороны существует обратная зависимость, то есть векторы состояния влияют на параметры порядка.
Хакен назвал такую двухстороннюю зависимость круговой причинностью. Наблюдения за самыми различными физическими и природными явлениями показывают, что именно в согласованности, консенсусе параметров состояния и порядка кроется ключ отгадки механизмов вывода системы из хаоса и коллапса в новое устойчивое состояние.
Это в полной мере относится и к возникновению и быстрому развитию сложных хаотических состояний, аттрактор функций которых имеет сложную запутанную структуру, а математическое описание морфизма рассыпается на множество трудно исчисляемых зависимостей, то есть исследователь сталкивается с явлением и модельной интерпретацией так называемого странного (strange) аттрактора.
Для их описания в последнее время начали плодотворно использовать математический аппарат совершенно новой геометрии - геометрии фракталов или, что тоже самое, самоподобия. Явления и свойства описываются в терминах стохастичности, хаотичности и типичности.
В этом подходе теории случайности выделяют фрактальные структуры, представляя их соответствующими фрактальными геометрическими и алгебраическими интерпретаторами. Как фрактальные отображения, в частности, так и представления системных морфизмов в целом опираются на главенствование принципа наблюдаемости (то есть теоретического осмысливания и прогнозирования). Элементарным объектом в субсидиарных системах выступает колеблющийся элемент - вариативная цель.
Если процесс выбора новой цели затухающий (чаще всего свойственный колебательным движениям), точка, изображающая состояние системы, движется по фазовой траектории, которая для линейного осциллятора представляет собой эллипс. В случае затухания колебаний фазовые траектории при любых начальных условиях заканчиваются в точке, которая соответствует состоянию покоя в положении равновесия.
Особая точка в фазовом пространстве, которая притягивает к себе со временем все фазовые траектории, получила название аттрактора (от англ. to attract - притягивать). Аттрактор выступает обобщением понятия равновесия и позволяет получить некий фазовый портрет системы.
Свойства аттракторов задаются набором траекторий в фазовом пространстве в общем случае переменных, зависящих от времени. В обычном аттракторе эти траектории просты, среди них есть замкнутые, называемые предельными циклами. Однако в случае возмущения системы и ее хаотического движения фазовые траектории перемешиваются, возникает область фазового пространства, заполненная сложными траекториями. Точка, характеризующая состояние системы, перемещается по аттрактору, называемому «странным аттрактором», хаотично. Она выписывает сложный, похожий на клубок нитей, рисунок.
Переход субсидиарной системы в режим странного аттрактора означает, что в ней наблюдаются непериодические колебания, которые очень чувствительны к незначительному изменению начальных параметров. Эта ситуация интересна и важна с позиций теории диссипативных информационных систем, то сеть систем с непредсказуемыми, динамично изменяющимися, неповторяющимися свойствами. Две близкие траектории странного аттрактора со временем расходятся. В теории субсидиарных систем это часто означает делимость системы [18] или ее частей.
Как бы точно не измерялись начальные данные, поведение системы на больших временных интервалах спрогнозировать нельзя. Но математический (графический) портрет странного аттрактора, определяющего хаотическое поведение системы, всегда занимает ограниченную область фазового пространства. Траектории хаотического движения не могут выйти за границу аттрактора. Таким образом, определение границ области хаоса позволяет дать вероятностную оценку поведения системы и в этой ситуации.
Свойство странных аттракторов к умножению траекторий в языке современной математики выражает термин фрактальность, то есть самоподобие. Это также проявляется в делимости субсидиарных систем.
В синергетическом подходе формулируется новое представление о субсидиарной системе. Она понимается как открытая сложная, эволюционирующая, содержащая очень большое количество элементов, находящихся в сложных взаимодействиях друг с другом. Вместе с тем синергетика провозглашает относительность простоты и сложности системы, поскольку всякую систему одновременно можно рассмотреть на микроуровне - как целостность, описываемую достаточно просто немногими параметрами порядка, и на макроуровне - как сложное взаимодействие множества элементов.
Эволюция субсидиарной системы может быть рассмотрена в терминах порядка и хаоса. Общая картина эволюционного процесса субсидиарных систем синергетике предстает как смена условных состояний порядка и хаоса, которые соединены фазами перехода к хаосу (гибель структуры) и выхода из хаоса (самоорганизация). Длительная диссипация истощает адаптационные возможности любой системы, исчезает ее системная целостность и она погибает.
Синергетические принципы развития субсидиарных систем
В основании описания состояний субсидиарных систем лежат шесть основных комплементарных принципов: гомеостатичность, нелинейность, открытость, условная неустойчивость, динамическая иерархичность, коэволюционность, наблюдаемость. Кроме того, существует антагонистический принцип - статическая иерархичность. Комплементарные принципы позволяют построить описание относительно устойчивого бытия системы, пять других принципов.
Принцип гомеостатичности имеет важнейшее значение для самоорганизации и представлен в виде двух реализаций. Первая реализация принципа состоит в том, что благодаря обратным связям внутренние характеристики системы поддерживаются таким образом, что система поддерживает свое устремление к основно цели, несмотря на воздействие всех внешних факторов и условий. Это принцип присутствует в подавляющем множестве сложных систем.
Вторая реализация принципа гомеостатичности субсидиарных систем состоит в том, что с учетом связей внутренние характеристики системы поддерживаются таким образом, что под воздействием внешних факторов система переключает свое устремление к вариативной цели, с сохранением внутренней целостности. Этот принцип присутствует только в субсидиарных системах.
Иерархичность - антагонистический принцип субсидиарных систем. В отличие от многих других систем этот принцип является антогонистическим именно для субсидиарных систем. Обычно принцип иерархического подчинения определяет взаимосвязь систем по вертикали или по парадигматическим отношениям [19].
Синергетика исходит из концепции «снизу - вверх», которая состоит в том, что каждая относительно простая система является элементом более сложной системы. Элементы, входящие в более сложную структуру, передают ей часть своих функций и степеней свободы, которые выражаются через новые переменные. Их называют параметрами порядка, поскольку именно они описывают в сжатой форме целесообразное поведение и цели-аттракторы всей системы. Параметры порядка - это долгоживущие коллективные переменные, задающие язык описания среднего мезоуровня, которые управляют короткоживущими переменными. Они задают описание нижележащего микроуровня. Изменение параметра порядка синхронно дирижирует поведением множества элементов низшего уровня, составляющих систему.
Признание фундаментального значения иерархии системных уровней в синергетике подчеркивает невозможность полного сведения описания свойств более сложных уровней к языку более простых уровней системной организации. Иерархия системных уровней накладывает ограничения на элементы нижних уровней. Чем больше уровней, тем больше ограничения на нижние уровни. Отсюда вытекает снижение адаптивности нижних уровней. Чем больше уровней, тем ниже адаптивность и реактивность нижних уровней. Реактивность состоит в возможности оперативной реакции на внешне воздействия. Статическая иерархия снижает возможность самоорганизации и оперативной реакции. То есть она снижает или исключает субсидиарность и поэтому выступает антагонизмом в субсидиарных системах. Вариативность цели исключается иерархичностью. В то же время иерархичность тормозит произвол в действиях системы и концентрирует ее на выполнении главной цели.
Сложная самоорганизующаяся система всегда эволюционирует. В синергетической парадигме эволюцию системы, которая предполагает прохождение последовательно этапов кризиса, гибели старого порядка, хаоса альтернатив и рождения нового порядка, раскрывают принципы нелинейности, неустойчивости, не замкнутости (открытости), динамической иерархичности, наблюдаемости. Для субсидиарной системы саморазвитие связано с нарушением порядка статической иерархии и перехода к новому порядку.
Принцип нелинейности состоит в том, что нелинейность внутренних процессов нельзя свести к простым линейным причинно следственным процессам.
Принцип открытости состоит в том, что более сложный вариант организации системы может возникать только при обмене веществом, энергией, информацией с другими системами или внешней средой. Абсолютно замкнутых систем в природе нет, но любую систему можно
считать замкнутой в некоторый период времени. Этот же тезис справедлив и по отношению к информационным системам любой сложности, разветвленности и открытости. В замкнутых системах с большим числом элементов справедлив второй закон термодинамики, гласящий, что энтропия (мера хаоса) со временем возрастает или остается постоянной, то есть хаос в замкнутой системе не убывает, он может лишь возрастать, порядок обречен исчезнуть. Поэтому Вселенная как замкнутая система не может увеличивать свой порядок, и идет к хаосу - тепловой смерти.
Принцип условной неустойчивости состоит в том, что любая субсидиарная система является открытой в точках неустойчивости. Поэтому в отличие от более ранних представлений теоретической информатики в современном синергетическом подходе выделяется конструктивная, а не деструктивная роль неустойчивости. Это особенно важно для субсидиарных систем, поскольку в этих точках неустойчивость сменяется на устойчивость относительно новой цели. В точке неустойчивости обычная замкнутая система становится открытой, чувствительной к случайным воздействиям и возмущениям. При переходе от одного положения гомеостаза к другому система оказывается в области сильной нелинейности и оказывается перед осознанным или неосознанным выбором. Такие действия абстрактной сложной системы предполагают программу экспертно-аналитических действий и напоминают интеллектуальный выбор, свойственный человеку. Состояние выбора состоит в том, что в синергетической парадигме характеризуется неустойчивостью состояний. Всякий раз, когда система подходит к точке выбора (точке бифуркации), она характеризуется целевой неустойчивостью. В таких состояниях неустойчивость становится предтечей перехода субсидиарной системы в новое качество, которое характеризуется новым порядком. Для информационных систем это, прежде всего, новые эмерджентность и мажоритарность.
Принцип динамической иерархичности состоит в том, что прохождение системой критического состояния неустойчивости в точке бифуркации влечет возникновение нового качества системы. Этот принцип выделяет горизонтальную связь уровней системной организации или синтагматические отношения [19] как важный фактор саморазвития. С позиции иерархических целей беспорядок воспринимается как увеличение сложности системы и непредсказуемости. На макроуровне точка бифуркации - мгновение между состоянием до нее и после нее. На микроуровне точка эта означает целый ряд трансформаций. Именно здесь происходит отбор альтернатив развития макроуровня, возникающего внезапно, скачком. Этот принцип называется принципом эмерджентности.
Принципы коэволюции систем: состоит в том, что система взаимодействует в сообществе систем и может создавать точки условного равновесия за счет коэволюции с другими системами. Например, одна тонкая пластина упадет на плоскость и займет устойчивое горизонтальное состояние. Но при опоре на другую тонкую пластину они могут занять устойчивое не горизонтальное положение. Динамика развития сложной структуры требует согласованного развития подструктур, отмеривших разные участки своих жизненных циклов внутри нее, а это, как правило, приводит к нарушению пространственной симметрии и скорости протекания информационных процессов. Инициация памяти элементов в части их предшествующих состояний означает нарушение симметрии и может привести к стопору отторжения. Избирательность, квантование и объединение по частям являются противовесом этому явлению.
При объединении структур величина максимумов интенсивности происходящих в них процессов должна быть определенным образом согласована. Создание топологически правильной организации из более простых структур может сопровождаться выходом на новый, более высокий уровень иерархической организации, то есть делается шаг в направлении к качественно новой организации.
На основе принципа коэволюции из ненадежных элементов при очень их большом количестве теоретически возможно построить надежную систему. Это при обобщенном распределении Пуассона интенсивности отказов для этих элементов позволяет пользоваться в инженерных расчетах параметрической надежности системы как целого распределением Вейбулла-Гниденко. Традиционная недостаточность априорных данных для расчета параметрической надежности или не очень большое количество вводимых в расчет надежности элементов делают более предпочтительной энтропийную оценку надежности,
Для сборки новой сложной структуры систем может потребоваться создать ситуацию «на краю хаоса», когда малые флуктуации способны инициировать фазовый переход, сбросить систему в иное состояние, задать иной ход процесса морфогенеза, иной способ сборки сложного целого. Сама природа коэволюции заключается в достижении этого края хаоса. Одним из
признаков коэволюции субсидиарных живых систем является их деление на самоподобные системы.
Принцип нелинейности состоит в том, что синтез простого в сложное нельзя отражать простыми линейными связями. Он выражается во множестве способов интеграции, то есть для субсидиарных систем справедливо правило не единственности способов объединения или деления. Система может собираться из промежуточных сред разной нелинейности в виде их иерархической сетецентрической связи. При интеграции части, входя в целое, могут определенным образом трансформироваться, деформироваться в соответствии с особенностями возникающего эволюционного целого. Для образования устойчивой целостной интегрированной структуры важна новая топология соединения структур. ;
Принцип наблюдаемости (не применим для квантовых систем) состоит в том, что существует принципиальная возможность исследования системы. без влияния на ее состояние и свойства. Этот принцип требует информационного соответствия или интерпретаций систем с масштабом наблюдаемого явления и с ожидаемым результатом.
В случае неопределенности (не наблюдаемости) количество информации, сообщенное объекту, можно измерять по изменению вероятности достижения цели этим объектом за счет использования им этой информации. Достижение цели зависит от мощности пространства будущих состояний объекта управления, в том числе от количества его целевых состояний.
Заключение
Субсидиарные системы имеют особенности, отличающие их от большинства сложных систем. Первое это принцип статической иерархичности, который субсидиарная система старается нарушить. Второй вариативность целей. То есть изначально в субсидиарной системе существует набор целей и главная цель выбирается в зависимости от ситуации. Синергетическая особенность субсидиарных систем в том, что, если большинство систем имеет тенденцию к интеграции, субсидиарные системы могут, как интегрироваться, так и делиться. Делимость обеспечивает устойчивость и выживаемость субсидиарной системы. Также особенность субсидиарной системы состоит во второй реализации принципа гомеостатичности. Коэволюция для субсидиарных систем создает дополнительные устойчивые состояния. Для субсидиарных систем характерен индивидуальный и массовый алгоритм поведения. В силу этого делимость субсидиарных систем создает массовую устойчивость таких систем, которые поддерживают друг друга путем борьбы с природой или противоборствующими системами. Синергетика субсидиарных систем находится в стадии становления и ожидает своего дальнейшего развития.
Литература
1. Логинова А.С. Оценка применимости субсидиарного управления // Актуальные проблемы современной науки. 2015. № 3. С. 297-301.
2. Цветков В.Я. Применение принципа субсидиарности в информационной экономике // Финансовый бизнес. 2012. № 6. С. 40-43.
3. КозловА.В. Кластеризация и субсидиарность // Славянский форум. 2018. № 3(21). С. 87-92.
4. Khaken G. S. Synergetics. - Moscow: Mir, 1980.
5. Мордвинов В.А. Синергетика в информационном поле // Перспективы науки и образования. 2015. № 3. C. 25-31.
6. Кудж С.А. Синергетика пространственной информации // Перспективы науки и образования. 2014.№ 5. С. 14-20.
7. Shannon C.E. A mathematical theory of communication // Bell system technical journal. 1948. Т. 27. № 3. С. 379-423.
8. Tsvetkov V.Ya. The K.E. Shannon and L. Floridi's amount of information // Life Science Journal. 2014. N. 11(11). P. 667-671.
9. Урманцев Ю.А. Начала общей теории систем / Системный анализ и научное знание. -М.: Наука, 1978. С. 7-41.
10. Кудж С.А. Системный подход // Славянский форум. 2014. № 1(5). С. 252-257.
11. Tsvetkov V.Ya. Dichotomous Systemic Analysis // Life Science Journal. 2014. N. 11(6). P. 586-590.
12. Щенников А.Н. Неопределенность и комплементарность // Славянский форум. 2018. № 4(22). С. 85-90.
13. Цветков В.Я. Комплементарность информационных ресурсов // Международный
журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 2. С. 182-185.
14. Щенников А.Н. Комплементарность сложных вычислений // Славянский форум. 2018. № 2(20). С. 118-123.
15. Ожерельева Т.А. Жесткое и «мягкое» управление // Славянский форум. 2018. № 1(19). С.56-62.
16. Ознамец В.В. Мягкое ситуационное управление // Славянский форум. 2018. № 2(20). С.
57-62.
17. Буравцев А.В., Цветков В.Я. Аутопойезис сложной организационно-технической системы // Дистанционное и виртуальное обучение. 2018. № 2(122). С. 5-11.
18. КозловА.В. Делимость в информационном поле // Славянский форум. 2018. № 3(21). С.
8-13.
19. Чехарин Е.Е. Парадигматические и синтагматические отношения в информационном моделировании // Перспективы науки и образования. 2016. № 4. С. 13-17.
Сведения об авторах
Виктор Яковлевич Цветков проф., д-р техн. наук Лауреат Премии Президента РФ в области образования, Лауреат Премии правительства России, Почетный работник высшего профессионального образования, Почетный работник науки и техники, акад. РАО, акад. РАКЦ, акад. IASE зам. рук. Центра фундаментальных и перспективных исследований НИИАС Россия, Москва Эл. почта: [email protected]
Александр Вячеславович Козлов
Заместитель директора
РТУ МИРЭА
Россия, Москва
Эл. почта: [email protected]
Information about authors
V.Ya. Tsvetkov
Professor, Doctor of Technical Sciences Laureate of the President of the Russian Federation in the field of education (2003), Laureate of the Russian Government Prize (2014), Honorary Worker of Higher Professional Education (2011), Honored Worker of Science and Technology (2007). Academician RAO, Academician RACC Center fundamental and advanced research, the deputy head NIIAS
Russia, Moscow E-mail: [email protected]
Alexander Vyacheslavovich Kozlov
Deputy Director
RTU MIREA
Russia, Moscow
E-mail: [email protected]
УДК 004.8, 681.3 И.Б. Номоконов
ГРНТИ 20.01.07 ОГУЗ Иркутская районная больница
СИСТЕМАТИКА ДЕСКРИПТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Статья исследует дескриптивную информационную систему. Дескриптивная информационная система есть система данных. Статья вводит определение дескриптивной информационной системы. показано различие между совокупностью данных или коллекцией данных с дескриптивной информационной системой. Рассмотрен образец дескриптивной информационной системы на примере геоданных. Показано, что интеграция обеспечивает системность и появление эмерджентно-сти. Показано различие между специализированными и интегрированными геоданными. Статья дает систематику дескриптивных информационных систем с использованием синергетической парадигмы. Выделены четыре свойства информационных систем, которые служат основой систематики. Систематика строится по принципу от простого к сложному.
Ключевые слова: системный анализ, информация, информационная система, система данных, синергетика, дескриптивная система, данные, систематика.
I.B. Nomokonov OGUZ Irkutsk Regional Hospital
SYSTEMATICS OF DESCRIPTIVE INFORMATION SYSTEMS
The article explores the descriptive information system. A descriptive information system is a data system. The article introduces the definition of a descriptive information system. The difference between a data set or a data collection with a descriptive information system is shown. The article explores a
