Техника - молодёжи 1984-08, страница 43

не любое сочетание букв образует слово из слоьаря данного языка, так и не люба произвольное сочетание деталей образует функциональный уоР.Л пригодный ДЛЯ ВКЛЮ чения в состав данной системы. Ее ли рассматриваемая система '.ож^т бы.'ь реализована из сотни функциональных узлов, го ее ьэыковал модель mi —сет быть представлена наборо.л сотни определенных слов с указан] »м связи между ними. Пусть для кснкретност: i нашей языковой модели системы используется алфавит из 32 букв. Положим далее, чте в словаре языка используются только пятибуквен ные слова, а общее число слот в словаре составляет 130 тысяч. При случайном выборе пят« последовательных буки вероятность образования ироизвольн! го слова из словаря языка будет равна 2—⁸. Если с ценить вероятность одновременного образования хотя бы cva про""-вольных слов, то она составит 2- ⁸⁰⁰, или приблизительно 10 -²⁴⁰. Таким образом, даже одновременное образование только сотни произвольных функц-лочальнь-х узлов, не говор.1 уже с синтезе из них о [редпленной системы, происходит с новообратимо малой вероятность*. На это можно возразит*-, чте Всз-ленная почти оесконечна, у нее почти бесконечные ресурсы пространства времени и материи, и в этой бесконечности всегда можно дождаться момента, когда реализуются сколь угодно малые вероятность. Но ны недаром в атом предложении дважды использовали слово «почти»: по современные научным данным. Вселенная невообразимо велик», но конечна. Возраст Вселенной оценива. тся в 15— 40 .миллиардов лет, то есть около 6-10¹⁷ с, а ее радкус соответственно равен 15- -20 миллиардам световых лет, то есть около 1,8 -Ю²⁸ см. Поэтому в такой Вселенной за все время ее существо .ания .может произой ги только конечное члеле событий конечной длительности. В частности, если считать Maccv простейших «деталей» организован ной системы равней масге протона, а время образования сложной системы из сотен деталей принято р иным 10- ¹² с (время установления хими веской связи) то, если даже все вещество Вселенной с момента ее образования до настоящего времени будет объединяться в сложные химические системы, общее число событий во Вселенной не превысит числа 10^м0! Считая упомянутую выше H3biKOBVK> модель из ста произвольных слов моделью напей системы, получим, что вероятность образования такой слож ной системы за счет процессов естествен: юй комбинации молекул даже для всей Вселенной не пре

вышае-г Ю- ^J30, то есть фактически равна 0.

Отсюда следует, что органическая жиано самопроизвол) но, в результате случайного стечения обстоятельств, образоваться не могла ни на Земле, ни в любе.™ другом месте Вселенной. Но если ор1ани-десная ь.лзнь зародилась не само-npoi звельно, то она могла воз-ликнуть только как продукт цзле-„аправленной деятельности некоторой «материнской» сложной системы. Подобное заявление на первый взгляд может показаться фантастическим. Но немного терпения, автор считает, что высокая степень информационной организованности не ягляетсм привилегией только органической жизни, а присуща и другим естественным материальным телам. Организация, влекущая за собой целенаправлен» е поведение, может возникать и существовать во Вселенной на очень разной физической осьоье. Фундаментальные чакокы гриро^ы не npoTi.Bc >ечат этому утверждению, и ю.же мы постараемся указать вероятные х.ути возникновения такой самоорганизации.

КАК МОГЛА 0BF АЗОЬАТЬСЯ «МАТЕРИНСКАЯ» СИСТЕМА

накопление сложности и совершенствование организации системы за счет естественных продессоч противоречит, на первый вз.'лдд, второму за-сону термодинамики. Но закон возрастания энтропии в замкнутых системах не всегда приме шм к открытым системам, которые, используя энергетические ера-диенты ^реды, могут достаточно длительное время сохранять свою энтротию или даже понижать ее. Достаточно ярки^т! примером подобных явлений, обеспечивающих локальное с )хранен»е или _наже уменьшение энтропии, мог ут служить гидрологические и геологические процессы.

Но нас интеоесуют системы, в которых ] егэнтропия увеличивается не на короткое время, а может накапливаться систематически достаточно д-лго. Такие системы, в которых возможно постепенное, длительное накопление негэнтропии, то ест„ увеличение степени органа зованнсоти за счет естзс.венных процзссов, мы назовем легзнтро-пийпыми системами (НЭС). Если система не чдляется самовоспроизводящейся, то накопление организации и сложности возможно только тогда, когда эволкшионизирую-щая смстема существует в среде достаточно длительно. Точнее, необходимо, чтобы в ней средпля скорость убывания энтропии была ьы-ше Средней скорости ее воораста-

ния. Далее, чтобы обеспечить высокую инфо^ мациинную сложность системы, необходимо, ' тобы на содержала большое число «первичных» элементов. Отсюда следует, что сложные системы тогут оЬ-pa3i ватвея только в нелинейных средах, в -которых отдельные фраг-м яты среды могут, при определенных условиях объединяться »ак-то физически друг с другом. Причем тнкое объединение, с >дной стороны, не должно потенциально orpai ичивать число ^r.5i одиненных элементов, а, с дру! ой отороны, должно допускать некоторый произвол объединяемых частзй. Прекрасный примером малого объединяющего элемента может сл1Жить углерод в химических , эакциях синтезе, органических соединений.

Любая НЭС на достаточно коротком интервале ьремени может рассматриваться как самосохраняющаяся, но не любую самосохраняющуюся систему можно отнести к НЭС. Дейст! iTtjiuho, чтобы система самосохр^оллась лри наличии воз-мущаюи'их вогцейстьий со отороны среды, она должна об. [адать (по терминологии Ляпунова) «сохраняющими * реакциями, то есть тем или иным способом препятствовать своему разрушению. B<-e подобные системы ..южно разделить на два класса. К первому отнесем те из них, в которых энергия связи между элементами значительно превышает среднюю энергию возмущений, действующих на элементы со стороны среды. Примерами таких систем в земных условиях могут служить атомные ядрп стабильных элементов, молекулы кислорода и многих других газов в атмосфере, кристаллы многих тьердых те.., камни горные породы и т. д. Такие самосохр1..»яющиеся системы мы назовем аатичггкими: в силу своей консервативности они не могут эволюционировать, а потому и не могут .нляться НЭС. Ко вторе му классу динамических еист зм отнесем те самосохрдняющиеся елсте-мы, в которых энергия связи между элементами сравнима со "ремней энергией озмущений в среде. Нодобн де системы, в отличие от предыдущих, чувсУвительны к внешней сре_ме и могут эволюционировать за счет <му.аций», создаваемых возмущениями среды. Именно к этому классу относятся наши ьегэнтрелийные системы.

Устойчивость люоой подобной си стемы можно оценит- временем ее с/щзствования. Чек. больше время существования системы, тем больше ее устойчивость и тем лучше она «приспособлена» к окруж ire-щей среде. Система остается той же самой, пока силы связей между ее элементами больше гпешних сил. действующих на сис-ему. Лю-

УНА СМЕЛЫХ ГИПОТЕЗ

41