Часть I
Синергетика.
Информационно-волновая
теория структур и систем
Глава 6
Классификация
транспортно - информационных систем
Основным
свойством транспортно - информационных систем, относящихся к пятому классу
предложенной нами классификации, является то, что они состоят из большого
количества взаимодействующих между собой элементов (квантов), каждый из которых
участвует в бифуркационных процессах. Поэтому математическое описание таких
систем не может быть строго детерминированным.
В [6] показана
необходимость появления в транспортно-информационных системах, участвующих в
бифуркационных событиях, специального внутреннего механизма выбора. Высказана
гипотеза о том, что именно развитие этого механизма, названного нами
управляющей системой (контроллером), в системах волнового типа является
основной причиной эволюции в природе. Построена
фундаментальная триада элементов взаимодействия [13-18], [6], включающая
в себя
а) систему
взаимодействующих структур;
б) поле,
взаимодействующее с системой;
в)
контроллер.
В зависимости
от соотношения элементов этой триады, внутри пятого класса, охватывающего
практически все сложные самоорганизующиеся системы, могут быть выделены
отдельные подклассы, определяемые особенностями бифуркационных процессов,
происходящих с этими системами, а также структурой элементов триады.
а. Системы
квазидетерминированного типа,
бифуркационные процессы внутри которых
оказывают незначительное влияние на их макропараметры.
Основным
свойством таких систем является значительная разница масштабов между самой
системой как обобщённой волновой структурой и отдельными элементами (квантами),
ее составляющими. Фазовые границы этих систем, являющиеся обычно волновыми
структурами, относящимися ко второму классу нашей классификации, во многом
определяют их волновые свойства, для изучения которых существуют глубоко
разработанные методы статистической физики и термодинамики. При этом
квазидетерминированность на системном уровне допускает различные уровни
детерминизма на уровне квантов. Большинство макроскопических объектов неживой
природы, относятся к этому подклассу.
б. Транспортно
- информационные системы, у которых реализуется иерархическая материальная и
информационная связь между уровнем системы - волны и кванта - элемента.
В таких
системах обычно выстраивается масштабная иерархия подсистем, каждая из которых может
обладать свойствами волновых структур всех рассмотренных ранее классов. Эта
масштабная иерархия имеет квазифрактальный характер. Именно в таких системах
наблюдается соответствующее их квазифрактальной структуре степенное
статистическое распределение масштабов элементов и подструктур [5], [33],
[71-76]. Такие системы могут как сами возникнуть при изменяющихся внешних
условиях поля, так и быть созданными транспортно-информационными структурами
высшего уровня.
Во втором
случае вне их или внутри них существует механизм, который может быть
назван "порождающим
контроллером", содержащий некоторую, не обязательно полностью
детерминированную программу, управляющую формированием иерархической системы.
Возможным
механизмом возникновения и стабилизации таких систем может явиться механизм
самоорганизованной критичности [29] или механизм масштабного резонанса,
изучение которого только начинается в настоящее время.
в. Транспортно
- информационные системы, способные к размножению, то есть к формированию себе
подобных систем.
Способность к
размножению не является прерогативой только транспортно-информационных систем.
Практически в той или иной степени это свойство характерно для любых волновых
систем, начиная от линейных волн. Именно благодаря этому свойству волновых,
вихревых и дипольных структур, существует окружающий нас мир и мы сами. Однако,
если мы переходим на уровень транспортно-информационных систем, то их
размножение носит специфический характер, проявляя, особенно у живых систем,
такую сложность, которую невозможно даже помыслить у структур более простых
типов.
В [6] нами
предложена новая математическая модель, позволяющая в рамках единой
многозначной функции комплексного переменного описать как процесс роста, так и
процесс размножения структур, формирующих сложную транспортно–информационную
систему. Эта модель подробно изложена в четвёртой главе второй части настоящей
монографии.
г.
Транспортно-информационные системы, способные моделировать свою динамику и
динамику окружающей среды - поля,
и выбирать близкие к оптимальным модели
бифуркационного поведения. Именно у таких систем существует и развивается,
определяя их эволюцию, внутренний контроллер, названный нами гомеостатическим.
К таким системам относятся все биологические объекты.
д.
Транспортно-информационные системы, обладающие сознанием и творческими
способностями.
Из известных
нам систем такого рода пока единственными являются человек и человеческое
общество.
На основе
полученных теоретических результатов и широкого спектра работ других авторов,
выполненных в русле синергетической парадигмы,
разработаны основы методологии
изучения транспортно-информационных систем, которые были применены к
исследованию Internet[49], человека[64] и человечества [6].
В случае
сложных самоорганизующихся (в частности за счет структурно-волнового резонанса)
систем и структур волновой вектор-матрица, описывающий такие системы и
структуры, становится достаточно сложным и состоит из большого числа
иерархически вложенных друг в друга векторных и матричных элементов. При этом
на каждом уровне иерархии непрерывно происходят события превращения одних
структур и подсистем в другие.
Исследование такого типа явлений требует
сочетания волновых методов при анализе элементарных событий и событий,
происходящих с большими массивами однородных структур и подсистем, со
статистическими методами, позволяющими обнаруживать связь между различными
уровнями иерархии. Если в рамках одного уровня иерархии статистические
закономерности имеют, в основном, гауссову структуру, (прямое взаимодействие
между однородными элементами систем часто оказывается незначительным), то
статистика иерархических систем имеет
совсем иную природу – степенную, которую в последнее время интенсивно изучают в
различных областях знания, связанных с функционированием сложных систем,
начиная от кучи песка и землетрясений, кончая
социологическими исследованиями [5], [25], [27], [29], [30], [31], [32],
[33]. [71-77],
Для качественного изучения
основных закономерностей внутренней динамики транспортно-информационных систем
понадобилось ввести ряд новых понятий и определений.
