Виртуальное взаимодействие прошлого и будущего.
Попов В.П., Крайнюченко И.В.

В основу системного взгляда на Мир положены представления о целостности и «связанности» элементов, фрагментов, частей системы. Различают связи внутренние, внешние и темпоральные (связи с прошлым) [1]. Все виды связей осуществляются посредством обмена триедиными потоками Вещества, Энергии и Информации. (ВЭИ - потоки) [2]. Например, электрический ток (электрическая энергия) осуществляется переносом электронов (вещество) в проводнике. Энергия падающей воды - это очевидный поток жидкого вещества. Информация также переносится потоками вещества. Телеграф – это прерывистое движение электрического тока. Почтовые отправления и др. - все это триединые ВЭИ – потоки.
Для механических систем, строительных конструкций, мостов и других сооружений связи между элементами конструкций условно считаются статичными. Реакции опор упрощённо рассматриваются вне времени, но все процессы развивается во времени. Особенно это заметно в реакциях сложных (не механических) систем. Например, если одно государство напало на другое, то ответные военные действия требуют времени на принятие решений, формирование армии, перегруппировку сил. В системе наведения ракеты на цель для распознавания отклонения и передачи этого сигнала механизмам коррекции полёта требуется определённое время. Если обратные связи осуществляются с недопустимой задержкой по времени, то цель системы не будет достигнута.
Наличие пауз во взаимодействиях элементов сложной системы является инвариантом. Любой гомеостат (например, бытовой холодильник) работает в пульсирующем режиме (включение – пауза –включение...). В паузах система помнит предшествующую команду. Поэтому процессы ВЭИ обмена могут быть не симметричными, не одновременными, распределёнными в пространстве и времени. «Теория системных связей» может стать результативным полем деятельности для многих учёных [1, 3].
В настоящей статье темпоральность системных связей рассматривается как инвариантный закон природы, как всеобщий механизм эволюции. Показано, что виртуальные взаимодействия настолько широко распространены в живой и неживой природе, что их не замечают, как воздух, которым дышат.
Последовательности эволюционные событий образуют галактики, звезды, планеты, кристаллы, организмы, химические соединений и пр. Их разновидности «онтогенез» и «филогенез» отличаются масштабом времени. Онтогенез (от рождения до смерти) доступен для наблюдения. Если отснять кинофильм о растущем цветке, то этот фильм открывает много новой информации, которую невозможно узнать при изучении взрослого растения. Однако прошлое имеет тенденцию исчезать из поля наблюдения, распадаться, поэтому филогенез теряется во «тьме веков».
Распад структур не означает, что информация о них полостью исчезает. Фрагменты «предка» является материалом для строительства «потомка». Вместе с фрагментами наследуется структурная память. Например, структурная информация атомов входит в структурную память молекул. Условия, создавшие первую ДНК, уже не существуют, а уверенные шаги жизни продолжаются. По этой причине существующие структуры являются источником сведений о «прошлом». Примерами могут служить исторические исследования, изучение архивов, раскопки захоронений и древних поселений. Исследование современных клеток позволяет понять «устройство» древних протобионтов. Реликтовое космическое излучение содержит сведения о начальных состояниях Вселенной.
В существующих организациях (например, в человеческой популяции) обмен ВЭИ – потоками легко контролируется, но филогенетические связи разнесены во времени так, что становятся ненаблюдаемыми. По этой причине до сих пор дискутируется происхождение человека от животных. Филогенетические связи можно представить только мысленно (виртуально) по изучению оставшихся «следов» в памяти системы. Память – это информация, следы прошлых событий в структуре вещества.
Введём понятие «виртуальная связь», которая работает только на старте запускаемого процесса, а потом переходит в память системы. Например, ДНК человека хранит память о вымерших организмах. Годовые кольца на пеньке дерева хранят информацию о бывших погодных условиях. Морские донные отложения являются геологической и палеонтологической летописью. Реликтовое излучение содержит память о начальных этапах развития Вселенной. В монографии Гринченко С.Н. «Системная память живого» [4] на языке кибернетики доказывается, что программы будущего развития исходят из прошлого. К этому можно добавить, что системной памятью обладает не только живое вещество, но и неживое [3].
В эволюционной последовательности событий доминирующую роль играют «предки». Актуальный предшественник может исчезнуть, но виртуально сохраниться в составе последователя в виде системной памяти. «Предшественник» направляет «последователя» в коридор развития, поэтому является организатором. «Последователь» может оказывать обратное влияние только на собственную системную память, т.к. «предшественник» уже завершил свой жизненный цикл. Поэтому эволюция необратима, ветер эволюции «дует» из прошлого. Приведём примеры виртуальных взаимодействий.
Рассмотрим примеры из физики. Рост кристалла начинается с зародыша. Размеры зародыша соизмеримы с длиной межатомных связей. Далее кристалл растет слоями. Каждый слой (субстрат) определяет структуру последующего наслоения. В крупном кристалле прямая связь между отдалёнными элементами практически теряется, но виртуальные связи продолжают сохраняться в памяти системы и детерминировать рост монокристалла.
Виртуальное взаимодействие определяет развитие всей Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной предполагает начальное (сингулярное) состояние, когда размеры Вселенной были ограничены и сигналы взаимодействия достигали любых её элементов. Взаимодействие между подсистемами Вселенной по мере её расширения ослабевает, но эстафета развития продолжается благодаря стартовой программе.
При взрыве гранаты осколки разлетаются, практически не влияя друг на друга, потому что дальность и направление разлета осколков конструктивно запрограммированы в устройстве гранаты. Стартовое взаимодействие виртуально продолжает функционировать после взрыва.
Биологические процессы также используют механизмы трансляции системной памяти. Вирус впрыскивает в клетку свою ДНК, которая начинает управлять клеткой, производя копии вируса. Идентичные наследственные программы, находящиеся в каждой индивидуальной клетке, делают их практически неразличимыми. Известно явление сукцессии, в которой одни виды растений готовят условия для жизнедеятельности других. Например, события развиваются в закономерной последовательности: озеро – болото – луг – кустарник – лес.
Наследственные болезни могут передаваться потомкам. Однояйцевые близнецы имеют в своей основе одинаковые программы развития (ДНК). Взаимодействие между ними во взрослом состоянии можно минимизировать, но стартовая генетическая программа до смерти будет влиять на сходство их поведения [5]. Традиции, обряды, обычаи, возникшие тысячи лет назад, продолжают руководить деятельностью людей. На рис. 1 приводятся возможные варианты виртуальных взаимодействий.

Рис. 1. Варианты создания системной памяти.
На рис.1А источник сигналов управляет функционированием приёмника и одновременно сигналы - инструкции запоминаются в блоке памяти. Вентили (В) могут изолировать приёмник от источника. Но сигналы из блока памяти способны поддерживать функционирование в прежнем режиме. Актуальная связь прервалась, но её заменила виртуальная связь. По сути, внешний источник воздействия (управления) переместился внутрь приёмника. Приведём примеры из техники.
Прекращение подачи энергии в компьютер из сети может компенсироваться питанием от аккумулятора (память). Складские запасы играют роль памяти, и обеспечивает бесперебойную работу производства в условиях неравномерных поставок ресурсов. Автопилот освобождает летчика от необходимости держать штурвал. Работник, получивший инструкции, может трудиться в отсутствии мастера. В конфигурации системы «стрелок - оружие – пуля - цель» заложен алгоритм дальнейшего развития событий. Практически не связанные между собой часы, показывают одинаковое время, т.к. продолжают действовать по «инструкции», полученной при запуске. Вращающийся волчок сопротивляется попыткам изменить направление оси. Тело, движущееся по инерции, помнит направление и скорость своего движения, сопротивляется любым изменениям.
На рис.1В представлена модель трансляции структурной памяти в процессе эволюции вещества. Первичная цепочка, составленная из элементов (прямоугольников) разрушается и из обломков возникает структура - последователь (квадрат). Содержимое прямоугольников (память) от предка транслировалось к потомку. По этой схеме работает эволюция вещества. Кварки образовали нуклоны. Нуклоны объединились в ядра. Далее возникли атомы, молекулы, клетки, организмы и пр.
Как может показаться с первого взгляда, виртуальные связи порождения (родители - дети) являются односторонним потоком ВЭИ от предка к потомку. Но поскольку связи – это всегда взаимодействие, то обязательно должна быть обратная реакция (принцип Ле - Шателье), как правило, с запаздыванием. Например, адаптивные процессы являются следствием взаимодействием всего живого с окружающей средой, но осуществляются с некоторым запаздыванием. Аналогично гравитационному сжатию звёзд противодействует давление плазмы. Глобальному расширению и охлаждению Вселенной противодействуют процессы локальных уплотнений и нагрева вещества (звёзды, планеты, астероиды и пр.)
Земля породила биосферу и оказывает доминантное влияние на её развитие, но и биосфера преобразует земную кору, создаёт новые минералы, насыщает атмосферу кислородом, поглощает углекислый газ, влияет на климат.
Молекулы с поверхности кристалла могут диффундировать в растворитель, но спустя некоторое время, начинается реакция обратного высаждения молекул на поверхность кристалла, наступает фазовое равновесие.
На рис. 2 схематически изображён процесс коэволюции, в котором обратные связи возникли через миллиарды лет. Известная эволюционная цепь событий (кристаллы - белковые молекулы – клетки - организмы - человек) накопила огромную системную память. В итоге человек изменил структуру кристаллов кремния, создал из них транзисторы, микрочипы, ЭВМ. Возникли интеллектуальные техногенные системы. Кристаллы, являясь тупиками эволюции, получили новый импульс развития (коэволюция).

Рис.2. Цепной процесс с положительной обратной связью.
В каждой системе существует подсистема, оказывающая доминирующее влияние на целое. Такие организации можно считать иерархическими. В звёздных системах центральное светило (Солнце) является доминантом, т.к. в значительной мере определяет рождение, свойства и орбиты планет. Мозг человека также может считаться иерархом. Вожак стаи животных определяет поведение стаи. Некоторые доминантные группы атомов в молекуле определяют кислотные, щелочные, окислительные, восстановительные и другие свойства. В современной биосфере человечество претендует на доминирующую роль.
Однако многие учёные не замечают, что во всех иерархических организациях существует независимая, наследуемая консервативная подсистема, которая составляет основу системной памяти. Эта подсистема ограничивает поведение доминанта и не подчиняется его влиянию. Например, высокая температура звезды влияет на ядерный синтез, но не влияет на состояние нуклонов.
Планета влияет на существование биосферы, «управляет» образованием минералов, но не способна влиять на деятельность «консерваторов» (атомы, ядра атомов, нуклоны и более «тонкая» материя). Однако радиоактивный распад атомов в недрах планеты нагревает её, провоцируется движение мантии, изменяет климат, топологию земной коры.
В организмах также имеются консервативные подсистемы. Влиянию мозга не подвластны атомы, процессы синтеза белковых молекул, строение генома, внутриклеточные процессы. Однако атомы, подвергаясь радиоактивному распаду, могут влиять на состояние мозга и всего организма, влиять на мутации генома. «Самопроизвольно» в ДНК могут активизироваться рецессивные гены, которые изменяют морфологию и поведение организма. Раковые клетки влияют на состояние мозга и всех систем. Мозг не смог полностью подчинить своему влиянию клетки и их содержимое. Диктат ДНК ощущается даже на уровне популяции, определяя алгоритмы поведения животных и людей. Таким образом, существует консервативная «линия власти», но идущая не сверху вниз, а снизу вверх». В данном случае под «низшими» понимаются эволюционно более древние организации, которые детерминируют поведение системы.
Примечательно, что доля консервативных подсистем увеличивается пропорционально эволюционному «возрасту» объектов. Самые древние организации (Вселенная в стадии Большого взрыва) способны были порождать кварки и нуклоны, т.е. целое влияло на самые «мелкие» части. Поздние светила своему влиянию подчиняли только ядра химических элементов, нуклоны «ушли» от их влияния. Более холодные планеты способны регулировать молекулярные химические реакции, но ядерные реакции им уже не «по силам». Живые организмы свою управленческую иерархию распространяют только до уровня тканей и органов. Человеческиё разум благодаря науке способен влиять на клетки, геном, и ядра атомов. Однако это вмешательство затрагивает столь незначительную часть Вселенной, что пока его можно игнорировать.
Итак, поток информации от прошлого к будущему (виртуальная связь) задаёт коридор эволюции, увеличивает объём консервативной системной памяти. Исследование этого феномена может принести много новых открытий.
Литература
1. Крайнючнко И.В., Попов В.П. Системное мировоззрение. Теория и анализ. – Пятигорск. ИНЭУ, 2005. (Holism.narod. ru).
2. Попов В.П. Инварианты нелинейного мира. – Пятигорск. Издательство технологический университет. 2005. (Holism.narod. ru).
3. Попов В.П. Организация. Тектология ХХ1. – Пятигорск: Издательство технологический университет. 2006. (Holism.narod. ru).
4. Гринченко С.Н. Системная память живого. – М.: Мир. 2004.
5. Фейджер Р., Фейдимен Д. Личность: теории, эксперименты, упражнения. – СПб прайм-ЕВРОЗНАК, 2002 (Психологическая энциклопедия).