Сутнісні начала природи, або чого навчає вчення про Трійцю. 7 страница

повинні установитися параметри зовнішнього середовища. Інакше кажучи, які умови зовнішнього середовища можуть вважатися для системи комфортними.

Примітка _____________________________________________________

Для людини, у якої за довгі роки еволюції виробився оптимальний температурний режим тіла на рівні 36,6 °С, небайдуже, у якому кліматі їй доведеться жити. У північних народів, що живуть більшу частину року при мінусовій температурі, практично вся одержана енергія іде на виживання, тобто на підтримання гомеостазу. На інше просто не вистачає ані сил, ані часу. Значна частина енергії витрачається саме на компенсацію температурної різниці між умовами зовнішнього середовища і необхідною температурою тіла. Щось подібне відбувається також у людей, які постійно живуть у надто жаркому кліматі. Там енергія витрачається на подолання плюсового інтервалу між оптимальним і реально існуючим значенням температури середовища. Природно, працюють інші фізіологічні механізми, що відповідають за реалізацію процесів негативного зворотного зв'язку.

Зайве нагадувати, що існують верхні і нижні межі фізико-хімічних параметрів середовища, які можуть виявитися критичними для існування відкритих стаціонарних систем будь-якого типу. Виходить, щоб система існувала, параметри середовища не повинні коливатися в широких межах. До певної міри звуження параметрів середовища надає системі можливість заощаджувати вільну енергію на підлаштування до змін середовища для підтримання гомеостазу (реалізація механізмів негативного зворотного зв'язку)... Але тільки до певної міри.

Замислимося тепер над тим, що відбудеться, якщо параметри середовища протягом тривалого часу залишатимуться стабільними, причому наближеними до найбільш сприятливих значень стосовно підтримання гомеостазу.

По-перше, це небезпечно для самої системи. У природі все розвивається і підтримується відповідно до принципу доцільності. Загартування - це і є штучне розширення меж сприятливих умов середовища з метою тренування адаптаційних механізмів людини на випадок виникнення екстремальних умов. Якщо система довгий час існує в стабільних і при цьому ідеальних умовах середовища, поступово відпадає і необхідність у здатності до реалізації механізмів негативного зворотного зв'язку, тобто тих, які забезпечують пристосування до мінливих умов середовища. Можуть деградувати і навіть відмирати цілі

підсистеми (органи), що відповідають за цю функцію. Немає змін - немає необхідності в адаптації до них. У подібних умовах система починає швидко втрачати свої адаптаційні здібності («до гарного звикаєш швидко»). Втрачаються навички, атрофуються непрацюючі підсистеми (органи).

Примітка __________________________________________________

У племенах, що жили в надмірно комфортному і стабільному кліматі (наприклад, поблизу екватору) час начебто зупинився. Навіщо чогось прагнути, коли і так усе чудово. Не потрібні ні одяг, ні житло, які б захищали від холоду і негоди. Та й харчі буквально під рукою - на сусідній пальмі. «Навіщо нам вирощувати рослини, коли у світі так багато горіхів манго?» - відповіли одного разу бушмени на питання про причину відсутності в них землеробства.

Лікарі полюбляють говорити, що у машини зношуються ті частини, що працюють, а в людини - ті, що не працюють. Ще швидше процес «забування поганого» відбувається за біфурка-ційних форм розвитку (при зміні поколінь). Невблаганний природний добір з його критерієм мінімуму дисипації (втрат) енергії незабаром «винищить» ті одиниці систем, які зберігатимуть непотрібні навички і механізми з незатребуваними функціями. І тільки рудиментарні залишки підсистем (органів) будуть зберігати пам'ять про колишню необхідність боротьби із суворими умовами середовища. Замість здійснення відбору тих, що мають здатність пристосовуватися, природа відбиратиме й тиражуватиме найбільш пристосованих. А це далеко не одне й те саме...

Так, у сприятливих умовах середовища система одержує ідеальні можливості для своєї експансії в середовище - відбувається швидке завоювання життєвого простору. Але разом з тим вузькі межі коливання параметрів середовища, що створюють ідеальні умови для системи, закладають «міну вповільненої дії», яка може вибухнути в майбутньому, якщо параметри середовища хоча б трохи відхиляться вбік від сприятливого оптимуму. Протидіяти такій зміні параметрів система вже не зможе. Для цього в неї не буде ні необхідного інструментарію (утрачених підсистем і навичок реалізації механізмів негативного зворотного зв'язку), ні необхідного запасу «вільної енергії» (незатре-буваного протягом такого тривалого періоду часу). До речі, багато вчених саме цим пояснюють зникнення динозаврів - вони були занадто пристосованими до існуючих на Землі природних

умов. Навіть незначна зміна клімату стала фатальною - у біологічних видів не вистачило адаптаційного ресурсу пристосуватися до нових умов існування.

А що ж відбуватиметься, якщо ніякого катаклізму, що змінив би умови середовища, не станеться? Тоді не станеться і ніяких змін у самій системі. Безумовно, за винятком тих, на які система приречена, будучи створена Природою як відкрита стаціонарна система. Це означає, що система змушена щомомент-но відтворювати себе в просторі (прокачуючи через себе потоки речовини, енергії та інформації) і в часі (формуючи своє біфур-каційне продовження у формі потомства). Під відсутністю змін маються на увазі зміни, які ведуть до розвитку системи як виду. Саме подібна відносна незмінність характерна ось уже мільярди років для термітів, які пережили динозаврів і яким вдалося «законсервувати» своє зовнішнє середовище.

Таким чином, значне звуження параметрів середовища ставить під загрозу здійснення системою функцій, що забезпечують життя. Вони, як ми вже говорили, потребують певної різниці потенціалів. Отже, це по-перше. По-друге, умови середовища не тільки мають бути сприятливими для існування систем, вони повинні провокувати в системі прогресивні спрямовані зміни, які є рушійною силою розвитку систем.

Усе зазначене дозволяє сформулювати чотири життєво важливі передумови розвитку, пов'язані з умовами зовнішнього середовища.

Перша - межі параметрів середовища не повинні бути надто широкими (інакше системі може не вистачати запасу вільної енергії для здійснення механізмів негативного зворотного зв'язку).

Друга - межі параметрів не повинні бути надто вузькими (підтримання гомеостазу будь-якої системи можливе тільки за наявності різниці, насамперед, різниці енергетичних потенціалів).

Третя - межі зміни параметрів середовища мають бути наближені до оптимальних для існування даного типу систем умов.

Примітка

Зокрема, для існування живих систем (які Природа чомусь зволила створити у Всесвіті) температура середовища повинна дозволяти перебування речовини як мінімум у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому і газоподібному. Це неможливо у відкритому космосі за температури близької до абсолютного нуля, але неможливо і на Сонці при екстремально високих

температурах. Те саме можна сказати і про інші фізичні параметри (тиск, електромагнітну зарядженість, радіацію і т.ін.)

І нарешті, четверте — параметри середовища повинні змінюватися (коливатися) таким чином, щоб це змушувало систему виходити зі стану рівноваги (застою), забезпечуючи передумови розвитку. Саме зазначені чотири види передумов волею долі (чи Творця) виникли на Землі.

Комунікація - найважливіша умова синергії. Ще раз підкреслимо, що вирішення завдань синергетичної взаємодії продовжує низку вже зазначених вище проблем, випливаючи з них і їх доповнюючи. Зокрема, ефект синергії потребує певної різниці потенціалів. Тільки так можуть об'єднуватися в систему окремі блоки (підсистеми). Далі необхідно, щоб ці підсистеми функціонально відрізнялися, а це передбачає їх інформаційне різноманіття. Синергетичні зв'язки можуть виникати тільки на основі взаємодоповнюваності і взаємозалежності окремих частин. І нарешті, необхідний матеріальний носій інформації, який забезпечує комунікаційні зв'язки між підсистемами. Безумовно, даний носій (матеріальна субстанція) повинен мати певні властивості. Серед найважливіших із них - універсальність (це має бути субстанція, характерна для всіх без винятку компонентів системи, яка, можливо, входить до їх складу, як входить вода в усі живі організми), всепроникність, здатність записувати і переносити інформацію тощо. Мабуть, не випадково для екосистем, сформованих живими організмами, таким ключовим агентом є вода: вона є базовим компонентом формування всіх організмів, а тому універсальним для них. Вода забезпечує всі рециркуляційні процеси в біосфері і, нарешті, є ключовим носієм інформації. На клітинному рівні подібним засобом є малі струми (а отже, електрони). На атомарному рівні - інші елементарні частинки.

Різноманіття природи як її ключова властивість і передумова розвитку. Світ вражає своїм різноманіттям. Це тією чи іншою мірою визнають усі. При цьому нас чомусь рідко дивує той факт, що ця нескінченна багатоваріантність предметів і явищ створена природою, по суті, за допомогою стандартного набору механізмів і форм.

Аргументи вчених

• Н.В. Косінов, В.І. Гарбарук, Г.В. Сидоренко: «Природа є дуже економною у виборі методів побудови і будівельного матеріалу. Вона використовує універсальні методи і єдиний будівельний матеріал, повторюючись на кожному новому рівні. Дійсно, Природа «не розкошує у своєму різноманітті». І сьогодні не втратили свого значення слова Ломоносова: «натура тим більш усього дивовижна, що з малої кількості причин виробляє нескінченну безліч властивостей, змін і явищ» (Косинов и др., 2002).

• Ю.С. Владимиров, д.ф.-м.н.: «Виявляється, і нейтрино, і електрони, і баріони описуються дуже подібним чином... Один стовпець занулили - і ви не баріон будете мати, а лептон чи електрон, припустімо. Два стовпці занулите — у вас буде нейтрино. А всі формули, якими описуються взаємодії між частинками, ті самі. Просто ви проводите специфікацію, і виходять ті вирази, що відповідають лагранжїанам у стандартній теорії» (Програма Гордона, НТВ, тема: «Фізика і метафізика», 16.04.2003).

І застиглий світ мінералів, і чарівлива пишнота кольорів і форм флори, і нескінченно динамічна фауна створені з тих самих частинок, атомів, молекул.

Факти публікацій

«Достатньо озирнутися довкола, щоб усвідомити, наскільки різноманітні форми видимої" матерії. Проте всі матеріальні тіла складаються всього лише з однієї сотні хімічних елементів. Ті, у свою чергу, - зі «стандартного набору» у вигляді протона, нейтрона й електрона. Від елемента до елемента змінюється тільки кількість цих трьох складових. Зокрема, змінивши всього лише кількість протонів у свинці, можна одержати золото. Яка елегантність конструкції' матерїі - за все різноманіття її будови відповідають лише три складові.

Втім, не все так просто. Насправді Всесвіт (нехай навіть найбільш спрощений) пише з трьох компонентів (і навіть Із тридцяти трьох) не створиш. Простої наявності зазначених складових аж ніяк не досить - потрібні їхні активні характеристики і властивості. Адже всю потенційну розмаїтість потрібно із самого початку закласти в ці елементарні компоненти. Наприклад, електрон і протон повинні бути протилежно заряджені, щоб мати здатність до притягання. У той же час протони повинні також притягатися один до одного, але вже з іншої причини. Ці сили діють на малих відстанях, превалюючи над електростатичним відштовхуванням. І частинки демонструють саме потрібні властивості. Словом, поводяться, як живі.

Далі. Недостатньо, щоб електрони просто «оберталися» навколо ядра -необхідно, щоб вони рухалися по орбітах складної конфігурації, причому точно за визначеними правилами. І лише в тому випадку, якщо азот виявить валентність від ПІ до V, а два атоми кисню зв'яжуться з атомом водню саме під взаємним кутом 105", вісімнадцятипротонна конструкція стане інертним

аргоном, а дев'ятнадцятипротонна - уже лужним калієм. Хто «пояснив» електрону такі складні правила, і яким чином він їх «пам'ятає»?

Але ж три згадані елементарні частинки, виявляється, не є найелементарнішими. Протон, як вважають, сам складається з часток-кварків, а скріплюються кварки між собою шляхом постійного обміну ще меншими частинками — глюонами. І кожна така частинка теж «знає» свої правила і безпомилково виявляє свої здібності.

Але і це ще не все. Елементарні частинки примудряються демонструвати парадоксальні властивості - і корпускули (тобто дискретної частинки), і хвилі. Це стало відомо, коли Альберт Ейнштейн у 1921 році висловив геніальне припущення, підтверджене згодом. Виявляється, світлова хвиля має імпульс, а отже масу, і, отже, поводиться як частинка. А Луї Де Бройль у 1923 році на цій підставі не менш геніально передбачив, що частинка під назвою електрон може поводитися, як хвиля. Було доведено, що не тільки електрон, а всі елементи матерії атомарного рівня є хвилями (тобто виявляють корпускулярно-хвильовий дуалізм). Більш того, хвильова природа властива взагалі будь-яким матеріальним тілам і виражається тим сильніше, чим менший імпульс (добуток маси на швидкість). Але, якщо всі макротіла складаються з елементарних частинок, а ті — хвилі, то тоді чим є тіла?..

Рівень складності матерії фантастичний! Замислюючись над фізичними процесами у твердому тілі, іноді віриш, що це більш віртуальна, ніж «реальна» реальність (Рудий, 2003).

Мабуть, ще дивовижніше дізнатися, що всі творіння природи: від невидимих частинок до гігантських сузір'їв - створені з єдиного будівельного матеріалу - потенції природи до руху.

Сучасні відкриття і гіпотези стосовно можливості існування фізичного вакууму (польової матерії, континууму) (Рудий, 2003; Косинов и др., 2003), який ще Ньютон називав ефіром, наближають нас до усвідомлення цієї ідеї. Якщо першооснова матеріального світу складається з певної польової субстанції (а поле — це здатність реалізовувати нескінченну кількість ступенів свободи, тобто руху), то частинки виявляються певними «згортками», «вузликами» цього поля.

Ще більш екзотичним є припущення письменника (у минулому фізика) Михайла Анчарова - автора, зокрема, роману «Самшитовий ліс»: світ складається з більш тонкої матерії - часу; будь-які матеріальні об'єкти - це «вихори» в ріці часу (Анчаров, 1986).

Думка, що першоосновою світу є споконвічна потенція природи до руху, міститься також у характеристиці властивостей Іпостасей Божественної Трійці (Христианство, т. З, 1995). Бог-Отець є первинна лотенція творіння світу. Він не енергія, але причина її виникнення.

Розділ 4

Механізми стійкості систем

4.1. Зміст і функції системи

Зміст системи. Як уже зазначалося в попередніх розділах, можливість існування систем, що самоорганізуються, ґрунтується на їх здатності підтримувати динамічну відносну постійність складу і властивостей системи (гомеостаз). Вона потрібна для підтримання необхідної різниці потенціалів: по-перше, між системою і зовнішнім середовищем; по-друге, між окремими частинами системи. Саме завдяки цій здатності відкриті системи, що самоорганізуються, дістали назву стаціонарних. Замислимося тепер над тими чинниками, які забезпечують системі стан її гомеостазу та здійснення інших функцій.

Будь-яка система має матеріально-інформаційну природу, формуючись в єдності матеріальної та інформаційної основ.

Матеріальна основа - це сукупність об'єднаних в системне ціле матеріальних елементів, що дозволяють здійснювати комплекс функцій, необхідних для існування і розвитку системи. Основне призначення матеріальної основи силове, тобто виконання роботи для здійснення метаболізму (речовинно-енергети-чно-інформаційного обміну).

Подробиці ________________________________________________

На рівні біологічного організму тварин матеріальну основу можуть складати: скелет, тканини, рідини організму, шкірний покрив, ін.

На рівні виробничого підприємства — це матеріальні активи підприємства, тобто основні і оборотні засоби (будівлі, споруди, передавальні пристрої, сипові установки, технопогічне устаткування, інструмент, сировина і матеріали тощо). Крім того, функції матеріальної основи виконують трудові чинники, які, як ми переконаємося далі, одночасно є і носіями інформаційної основи.

Інформаційна основа - це нематеріальна сутність, що пов'язує в системне ціле матеріальні елементи системи і забезпечує в просторі та часі впорядкованість системи (включаючи її стійкість і адекватну мінливість). Основне призначення інформаційної основи - управління процесами роботи, що виконується системою для здійснення метаболізму.

Подробиці

На рівні біологічного організму тварин інформаційну основу складають: генетичний код; система взаємозв'язку окремих органів; рефлекси, що реалізуються нервовою системою; безумовні та умовні інстинкти, які визначають поведінку тварин, ін.

На рівні виробничого підприємства: статут підприємства; нематеріальні активи (права майнової та інтелектуальної власності, імідж фірми, товарні знаки, ін.); технологічні схеми; ноу-хау; бази даних; взаємозв'язки між окремими ланками підприємства; економічні відносини всередині і за межами фірми; знання і навички працівників; правова основа; традиції і звички людей і т.ін.

Інформаційна основа забезпечується функціонуванням комплексу матеріальних і нематеріальних засобів збору, обробки, передачі, фіксації і відтворення інформації. Інформаційна основа реалізує три найважливіші групи функцій: а) формує пам'ять системи та її підсистем; б) проводить збір, обробку і аналіз первинної інформації; в) здійснює виробництво нової інформації.

Інформаційна основа може функціонувати лише в єдності з матеріальними засобами (матеріальною основою), які забезпечують функції виконання необхідної роботи зі збору та переробки інформації.

Таким чином, метаболізм — це не тільки обмін речовиною та енергією, але й обмін інформацією. Він необхідний такою ж мірою, як і обмін матеріальними субстанціями. Інформаційний обмін відбувається як між системою і зовнішнім середовищем, так і між різними елементами (підсистемами) системи. Останні неначе «переговорюються» між собою. Подібні інформаційні контакти можливі лише за умови, по-перше, наявності в підсистем певної пам'яті (тобто здатності фіксувати і відтворювати інформацію), а по-друге, використанні ними певного інформаційного коду, тобто своєрідної «мови», яка є «зрозумілою» для всіх елементів системи.

Без подібного «спілкування» окремих частин системи були б неможливі ані феномен відкритості з властивими йому функ-

ціями метаболізму, ані феномен стаціонарності з властивими йому функціями підтримання гомеостазу. Отже, не існувало б і саме явище функціонування відкритих стаціонарних систем з їхніми властивостями самоорганізації і саморозвитку.

Подібний інформаційний обмін неодмінно має існувати між окремими частинками в атомі, між окремими атомами в молекулі, між окремими молекулами в клітині, між окремими клітинами в організмі. І взагалі між окремими компонентами будь-якої цілісної множини, що називається системою: чи то екосистема, людське суспільство, сонячна система або галактика.

Будь-яка матеріальна система настільки ж інформаційна, наскільки і матеріальна.

У ході еволюції природи змінюється і співвідношення між матеріальною та інформаційною складовими обміну, а відповідно, і між матеріальною та інформаційною основами. Є підстави вважати, що ці зміни відбуваються на користь інформаційної складової. Особливо це стає помітним на прикладі розвитку людської сутності і пов'язаних з нею суспільних відносин.

Примітка

Зі становленням інформаційної економіки все більшу питому вагу в забезпеченні функцій економічних систем набирає інформаційна основа. На багатьох підприємствах, що реалізують інформаційні послуги і виробляють інформаційні види продукції (посередницькі фірми, підприємства з виробництва програмного продукту, ін.), саме нематеріальні активи складають основу виробничого капіталу. Зокрема, в комп'ютерній «імперії» Біпла Гейтса на частку нематеріальних активів припадає більше 90% оціненого капіталу компанії.

Діяльність, яку здійснює система, умовно можна розділити на два види: роботу внутрішнього обміну і роботу зовнішнього обміну.

Основне завдання внутрішнього обміну полягає у вилученні вільної енергії (або негативної ентропії) з речовинно-енергетич-но-інформаційних потоків, що імпортуються системою із зовнішнього середовища. Основним завданням зовнішнього обміну є здійснення процесів метаболізму із зовнішнім середовищем.

Функції системи. Для виконання зазначених завдань система повинна здійснювати комплекс взаємозв'язаних функцій, головними з яких є:

• збір, зберігання і відтворення інформації;

• утримання просторового взаємозв'язку (тобто структури) окремих складових (підсистем) системи;

• підтримання в часі порядку процесів, що відбуваються в системі, зокрема, синхронізація діяльності окремих ланок;

• здійснення процесів трансформації речовинно-енергетично-інформаційних потоків (далі - потоків) з метою вилучення вільної енергії;

• транспортування зазначених потоків всередині системи;

• відновлення (репродукція) функціональних підсистем, що втрачають свої властивості в результаті «спрацювання» або під дією проникаючих з потоками в систему шкідливих агентів (тобто йдеться про своєрідний «капітальний і поточний ремонт» компонентів системи);

• вилучення із зовнішнього середовища речовин, енергії та інформації («негативна ентропія»);

• видалення в зовнішнє середовище відходів діяльності системи («позитивна ентропія»);

• захист системи від негативної дії зовнішнього середовища;

• корегування (підлаштування) діяльності окремих підсистем залежно від параметрів потоків, що потрапляють в систему і циркулюють у ній; таке підлаштування, зокрема, необхідне при відхиленні параметрів потоків від оптимальних значень, а крім того, при зміні властивостей самої системи (наприклад, її тимчасового розрегулювання).

Чим ефективніше виконується кожна із зазначених функцій, тим ефективніша діяльність усієї системи, тим вища можливість накопичення системою «вільної енергії». Ефективність у даному випадку може бути визначена співвідношенням кількості енергії, корисно використаної безпосередньо на реалізацію даної функції, і загальними витратами енергії. Це і є своєрідний ККД. У свою чергу, ефективність системи і її підсистем буде тим вища, чим нижчими будуть втрати (дисипація) енергії. У даному випадку узагальнююче поняття «енергії» передбачає всі види використовуваних системою матеріальних, енергетичних та інформаційних ресурсів.

Зазначені функції реалізуються на основі діяльності відповідних підсистем. Кожна підсистема формується з матеріальної та інформаційної основ. У кожній підсистемі можна виділити три ключові функціональні блоки, які умовно можна назвати:

1) робочий;

2) репродуктивний;

3) корегуючий.

Робочий блок пов'язаний із здійсненням функцій просторово-часового управління потоками та їх трансформацією з метою вилучення вільної енергії. Фактично цей блок реалізує основну мету функціонування системи.

Робочий блок виконує надзвичайно важливу роль у забезпеченні ефективності діяльності системи, визначаючи склад і зміст двох інших блоків. Це добре видно на прикладі економічних систем. Недосконалі технології обумовлюють величезні витрати на виробництво одиниці продукції і постійно високі витрати на ремонт засобів виробництва, а також нескінченне «латання дір» з метою доведення технологічного режиму до стандартного рівня. І навпаки, відлагоджена технологія забезпечує низькі виробничі витрати, мінімальні витрати на поточний ремонт (не кажучи вже про капітальний ремонт) і практично не виходить за межі «коридору» регламентних умов.

Репродуктивний блок - це матеріально-інформаційні засоби, що відповідають за репродуктивні функції відповідної підсистеми, тобто, по суті, за відтворення «робочого блоку». Часто дуже важко розмежувати згадані два блоки, тим більше, що розміщуються вони в єдиному «тілі» системи і нерідко в тих самих органах. Та все ж це два різні елементи, що виконують різні функції. Хоча часто процес репродукції (особливо в живих організмах) виглядає як процес самовідтворення клітин, зазначені два види діяльності звичайно управляються з різних «пультів». Зокрема, за репродуктивні функції клітин організму відповідають окремі органели.

Блок корегування призначений для управління станом (режимом) системи. Фактично він виконує оперативні диспетчерські функції. Річ у тім, що основні підсистеми здатні ефективно функціонувати в дуже вузьких інтервалах оптимальних значень. Будь-яке відхилення від даних значень потребує компенсаційної діяльності, яка називається механізмами зворотного зв'язку.

Від діяльності блоку корегування залежать умови стійкості системи, а часто і взагалі її цілісності та існування.

Як правило, зазначені відхилення в режимі функціонування системи пов'язані зі змінами умов зовнішнього середовища.

Наприклад, можуть істотно змінюватися температура, тиск, електромагнітна зарядженість, речовинний склад тощо. Ця мінливість не підвладна системі. Усунути її система не може. В усякому разі, в адекватно короткі періоди часу, тобто настільки швидко, щоб це полегшило стан системи. (Пізніше ми переконаємося, що система намагається робити і це.) Отже, вона повинна змінюватися сама. Але вона не може миттєво змінювати і основні параметри свого гомеостазу, своєї динамічної рівноваги. Адже система пристосувалася існувати саме при даному діапазоні різниць енергетичних потенціалів (наприклад, температурі тіла, кров'яному тиску). Саме цей діапазон забезпечує основні життєві параметри існування системи.

Примітка

Зауважимо тут, що система дійсно не може варіювати (в істотних межах) параметри існуючого гомеостазу. Але вона може за певних обставин повністю змінити рівень самого гомеостазу, підвищивши або знизивши його.

Цю проблему природа вирішила з властивою їй геніальністю, створивши механізми зворотного зв'язку.

4.2. Механізми зворотного зв'язку

Зворотним зв'язком називається зворотний вплив системи у відповідь на вплив зовнішній. Наприклад, своєю поведінкою система може впливати на чинник, який діє на неї з боку зовнішнього середовища, зокрема, гасити або, навпаки, підсилювати його.

Цим чинником може бути механічна, адіабатична (теплова), електромагнітна, хімічна та інші види дії.

Розрізняють негативний зворотний зв'язок^ коли своєю поведінкою система послаблює дію чинника, і позитивний зворотний зв'язок, коли своєю поведінкою система підсилює його.

Примітка __________________________________________________

У першому наближенні різницю між механізмами негативного і позитивного зворотного зв'язку можна продемонструвати на кількох прикладах.

Людину сильно штовхнули і вона починає втрачати рівновагу. У неї два варіанти поведінки. Перший — спробувати утриматися на ногах. Щоб встояти, їй потрібно відхилитися в бік, зворотний напряму парення. Це і є механізм негативного зворотного зв'язку. Якщо падаюча людина встигне компенсувати кут нахилу від падіння, вона встоїть. Якщо ні - впаде з більшою імовірністю одержання травм, оскільки вся енергія і увага йде на те, щоб встояти, а не на те, щоб контролювати падіння. Другий варіант поведінки - не намагатися втриматися, а самому впасти так, щоб шкода від падіння була мінімальною, наприклад, згрупуватися. Подібній техніці падіння звичайно навчають спортсменів. У даному випадку діє механізм позитивного зворотного зв'язку — бо людина реагує в тому ж напрямі, у якому на неї впливає зовнішнє середовище (сила поштовху).

Інший приклад зі світу техніки. Відомо, що при перевантаженнях технічні системи руйнуються. Як уникнути цього? Можливі дві стратегії. Одна розрахована на застосування механізму негативного зворотного зв'язку - це зміцнення конструкції. Підвищення порогу міцності дозволить компенсувати навантаження на систему зворотною реакцією конструкції. Правда, це допомагатиме лише до того часу, поки навантаження не вийде за вказаний поріг міцності. Далі система все одно руйнуватиметься. Інша стратегія ґрунтується на застосуванні механізму позитивного зворотного зв'язку. Якщо виникне перевантаження, то нехай система руйнується, але не вся. Раніше має зруйнуватися вузол, який дасть можливість врятувати всю систему або найцінніші з ЇЇ вузлів. На цьому принципі побудована робота запобіжників в епектротехніці. Щось подібне відбувається у військовій авіації. При аварії пітак починає розсипатися сам, але так, щоб з нього встигла катапультуватися кабіна з пілотом.

Спробуємо тепер уважніше поглянути на механізми негативного зворотного зв'язку.

При негативному зворотному зв'язку для компенсації змін впливу зовнішнього середовища включаються допоміжні механізми системи, що діють у напрямку, зворотному напряму дії середовища. Саме тому вони називаються механізмами негативного зворотного зв'язку. З їх проявом нам доводиться стикатися щодня.

Механізм негативного зворотного зв'язку забезпечує підтримання існуючого гомеостазу.

Подробиш _________________________________________________