Система та її розвиток

1. Поняття розвитку

2. Поняття порядку і хаосу

3. Відкритість і стаціонарність системи

 

 

Зазначимо, що процес розвитку систем нерозривно пов'язаний з її зміною, які обумовлюють і зміну її станів.

Розвиток (енциклопедичний словник) – незворотна, спрямована, закономірна зміна матеріальних (організм, екосистема, підприємство) та ідеальних (мова, культура, релігія) об'єктів.

Незворотність слід розуміти як властивість процесів довільно протікати у певному напрямку без можливості природного повернення у вихідний стан.

Спрямованість забезпечує можливість накопичення змін і виникнення нової якості: від складної до висхідної; від старої до нової; від простої до складної; від нижчої до вищої; від випадкової до необхідної. В той же час, спрямованість передбачає здатність системи змінюватися в одних напрямках більшою мірою ніж в інших. Тобто, спрямованість надає змінам певного вектору.

Незворотність у сполученні зі спрямованістю можуть сприяти прискореному розвитку системи.

Закономірність забезпечує змінам відповідність причинно-наслідковим зв'язкам, коли за таких самих обставин зміни системи відбуватимуться цілком певним чином. Інакше кажучи коли з одних і тих самих причин за тих самих умов завжди випливатиме той самий наслідок або власне стан системи.

Дія в совокупності властивостей: незворотності; спрямованості; закономірності надає змінам системи характеру розвитку. У відповідності з цим можна стверджувати, що виявлені властивості системи є формальними необхідними ознаками феномену розвитку.

Одночасно слід зазначити, що: термін „розвиток” передбачає впорядкованість прогресивних або регресивних змін системи:

- поняття „розвиток” передбачає певну можливість стохастичності (випадковості) і невизначеності оскільки зміни, які власне спричиняють цей розвиток являють собою!!! процеси;

- „розвиток” передбачає зміни системи внаслідок її внутрішньої діяльності.

Підсумовуючи аналіз феномену розвитку систем слід визнати, що розвиток це незворотна, спрямована, закономірна зміна системи на основі реалізації внутрішньо властивих її механізмів самоорганізації.

При цьому під самоорганізацією системи слід розуміти як процес упорядкування внутрішньої структури і потік через систему речовини, енергії та інформації, який забезпечується механізмами регуляції самої системи (механізми зворотнього зв'язку). Самоорганізація завжди спрямована на впорядкування системи, що забезпечує її стійкість (стабільність). Тоді як саморозвиток передбачає зміни в системі.

Саморозвиток – це внутрішньо необхідна довільна зміна (трансформація) системи, обумовлена її суперечностями.

Стає очевидним, що феномену розвитку притаманна деяка суперечливість. З одного боку розвиток системи пов'язаний зі здатністю її до збереження стійкості, а відтак і незворотність і спрямованість розвитку, а з іншого боку – розвиток пов'язаний зі здатністю системи до трансформації.

 

 

Перш, аніж розкрити зміст поняття порядку зауважимо, що яскравим прикладом упорядкованого руху можуть слугувати механічні і електронні годинники. Майже точно, як годинник рухаються потяги у метро, нараховуються відсотки на кредити в банках тощо.

Звідси під порядком слід розуміти наявність умов для стійких (на протязі певного часу) спрямованих змін.

Однак, щоб у системі виник порядок необхідно дотриматися двох умов. А саме, необхідна наявність енергетичних потенціалів. Наприклад: при наявності різниці в осмотичних потенціалах відбувається рух в рослинних клітинах; при електричній різниці потенціалів відбувається рух електролітів (електричного струму) ; завдяки різниці економічних потенціалів (попит-пропозиція) відбувається рух потоку товарів і грошей.

Потенціал (від лат. potentia – сила) – це наявність у певного об'єкта (точки, системи) фізико-хімічних властивостей (рівня висот, тиску, температурних характеристик, електромагнітної зарядженості, ін.), що створюють можливість виконати роботу.

Другою умовою порядку є наявність інформаційної програми реалізації енергетичних потенціалів.

Виходячи з цього під інформаційною упорядкованістю слід розуміти стійку організовану у просторі і часі спрямованість матеріально-енергетичних потоків, що забезпечують функціонування (життєдіяльність) системи. Упорядкованість системи у просторі забезпечується її структурою.

Структура (від лат. structura – будова, розташування, порядок) – розташування в просторі окремих частин системи і сукупність стійких зв'язків між ними.

Упорядкованість у часі забезпечується внутрішньо властивим системі своєрідним „таймером”, що керує послідовністю перебігу процесів.

Протилежним порядку є стан хаосу (безладдя), що характеризується відсутністю умов для стійких спрямованих змін в системі. Яскравим прикладом хаосу може бути броунівський рух часток в рідині. Цей рух виникає тому, що вектор (напрямок) дії потенціалу постійно змінюється (відсутня упорядкованість дії потенціалу).

Важливий зміст вкладається в терміни „рівноважний порядок” і „упорядкований рух”. Так, якщо рівноважний порядок характеризує шлях деградації систем то рівноважний рух навпаки символізує дорогу розвитку і прогресу системи.

 

 

Відомо, що перетворення які відбуваються в системах потребують від неї витрат енергії. Ці витрати енергії значно зростають у випадках коли відбуваються трансформації прогресивного типу і системи розвиваються від простого до складного, від нижчого до вищого.

Стає очевидним той факт, що розвиток систем можна оцінювати як процес накопичення і перетворення енергії. А відтак система повинна десь отримувати енергію і в той же час забезпечувати здатність накопичувати, закріпляти і перетворювати енергію. За таких умов система здатна для здійснення незворотних, спрямованих і закономірних змін.

З'ясуємо за яких умов система може забезпечити надходження до неї енергії. Тільки за умов коли система є відкритою і створені умови обміну із зовнішнім середовищем.

Відкритість системи – це її здатність здійснювати обмін (метаболізм) із зовнішнім середовищем.

Явище метаболізму безпосередньо пов'язане із процесами перетворення енергії (розчеплення і синтезу молекул), що входять до складу клітин і міжклітинних речовин. Завдяки метаболізму система засвоює енергію або енергонасичені речовини із зовнішнього середовища і видаляє у зовнішнє середовище відходи своєї діяльності.

Метаболізм (від грец. metabole – зміна, перетворення) – це обмін речовиною, енергією та інформацією системи з зовнішнім середовищем, а також окремих частин системи між собою.

Завдяки метаболізму всередині системи відбувається перетворення не лише речовини, але і трансформація одних видів енергії в інші.

Таким чином, відкритість системи є основою їх енергетичного забезпечення і енергетичним базисом процесів їх розвитку.

Відкритим системам, які здатні до самоорганізації, притаманна така істотна характеристика як рівень гомеостазу.

Гомеостаз (від грец. homois – подібний, однаковий і statis – нерухомість, стан) – динамічна відносна сталість складу і властивостей системи.

Встановлено, гомеостаз необхідний системі оскільки окремі складові системи (підсистеми) можуть функціонувати у певних інтервалах своїх параметрів, одночасно для такого функціонування необхідно підтримання різниці потенціалів (у вузькому інтервалі) як між системою і зовнішнім середовищем, так і між окремими частинами системи.

Встановлено, що при відхиленні параметрів системи від значень оптимуму (наприклад, надходження оптимальної кількості органічної речовини до грунту) ефективність функціонування ґрунтової системи буде знижуватися (як наслідок спостерігається зниження вмісту гумусу та родючості грунту). Чим більший інтервал відхилення від оптимуму в надходженні органічної речовини тим нижчою буде і родючість грунту.

З огляду на це гомеостаз є феноменальним явищем природи оскільки завдяки йому вдається забезпечити передумови незворотності та спрямованості перебігу фізико-хімічних процесів в системах.

Роль гомеостазу в процесах існування і розвитку систем стає добре зрозумілою на прикладі живих організмів.

З появою одноклітинних організмів в клітині протягом її життя підтримуються специфічні фізико-хімічні умови, які відрізняються від умов навколишнього середовища. У багатоклітинних організмів у ході еволюції формуються органи кровообігу, дихання, травлення, виділення й ін., що беруть участь у підтриманні гомеостазу.

Ідею про сталість внутрішнього середовища організму в другій половині ХІХ ст. висловив К. Бернар, а термін гомеостаз запропонував У. Кеннон для характеристики станів і процесів, що забезпечують стійкість організму. Ця стійкість або самоорганізація і є власне гомеостазом.

Одночасно слід зазначити, що для систем притаманний рух. Будь-який рух (зміна стану системи) можливий тільки там, де є різниця потенціалів: гравітаційних; фізичних; хімічних або існує відмінність: рівнів висоти; температур; тисків; електромагнітних потенціалів; хімічних характеристик.

Різниця потенціалів (нерівномірність) являється рушійною силою протікання процесів, а також і змін системи.

Важливо, щоб ця нерівномірність була стійкою і різниця потенціалів в системі відтворювалася постійно. При цьому доцільно підтримувати постійну різницю потенціалів. За таких характеристик в системі створюються найбільш сприятливі умови усталеності процесів, що протікають, їх безперервності, незворотності з оцінки витрат енергії. У випадках відсутності подібних умов, тобто за постійної зміни різниці потенціалів можливі не лише коливання темпів перебігу процесів в системі, але навіть повна зміна їх спрямованості.

Проаналізуємо, що може відбутися при зменшенні нижче отриманих обсягів внесення органічної речовини в грунт. Цілком ймовірно, що це може привести до порушення рівноваги і може змінити спрямованість самих процесів.

Процес накопичення органічної речовини (гумусу) зміниться на процес догуміфікації. Причиною зміни результатів процесів гуміфікації і навіть знаку їх спрямованості являється втрата різниці потенціалів надходження із зовні і розкладу органічної речовини в грунті.

В заключення слід відмітити, що стаціонарність означає виконання триєдиної функції, а саме: створювати різницю потенціалів між системою і зовнішнім середовищем; постійно утримувати її протягом певного часу; зберігати при цьому незмінний рівень потенціалів.