Системный подход, принцип оптимального вхождения и гармония

Выдающийся русский ученый К.А. Тимирязев в начале прошлого века обращал внимание на то, что «для полного познания сущности объекта недостаточно ответить на вопрос, как он устроен, необходимо также знать, почему он устроен именно так?» Эта проблема по-прежнему актуальна и в наше время. Сложность решения этой задачи заключается в том, что вплоть до наших дней стратегию научного поиска составляет преимущественно редукционизм - расчленение целого на все более «простые» части. Необходимо отметить, что на этом пути были получены выдающиеся практические результаты. По этой причине синтез как метод, обратный редукционизму, временно потерял свою привлекательность. Однако редукционистский метод в своей основе имеет принципиальный недостаток: объект исследования исчезает как целое, как система со всеми ее особенностями. На это обстоятельство обращал внимание И. Пригожин [124, с. 11]: «…цивилизация достигла необычайных высот в искусстве расчленения целого на части, а именно в разложении на мельчайшие компоненты. Мы изрядно преуспели в этом искусстве, преуспели настолько, что нередко забываем собрать разъятые части в то единое целое, которое они некогда составляли (отмечено нами. В.Ц.)». При дроблении объекта на все более мелкие части неизбежно утрачивается часть информации о связях и взаимодействии между частями и целым. Естественно, при таком подходе невозможно установить организацию и гармонию целого объекта («почему он устроен именно так?»). Попытки понять мир, только исходя из принципов редукционизма, изначально несостоятельны, поскольку целое не сводимо к сумме своих частей. Целое определяет поведение частей, а не наоборот. Вспомним античный афоризм: «Целое больше частей». Не увидев целого, невозможно понять внутренней простоты и логичности Природы. Устранение этого недостатка становится возможным благодаря тому, что в современной науке возникает синтезирующий, системный, идеал научного мышления и обобщения. Системный метод ориентирует исследователя на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных типов связей в нем и сведение их в единую теоретическую картину.

Выдающийся советский математик и кибернетик А.А. Ляпунов (1911-1973) считал, что «системные исследования имеют важную координирующую и направляющую роль для гармонического развития многих областей биологии» [104]. Создание общей теории систем (ОТС) явилось итогом усилий нескольких поколений выдающихся деятелей науки. Основы единого научного подхода к изучению живых систем были заложены в начале 20 века русским ученым А.А. Богдановым [19]. Однако начало общего интереса к проблемам теории систем принято относить к публикации в 40-х годах прошлого столетия первых работ австрийского биолога Л. фон Берталанфи [15], во многом повторяющих те же общие представления, которые сформулировал А.А. Богданов. В настоящее время общая теория систем является уже достаточно развитой теорией. Для нас наибольший теоретический и практический интерес представляет вариант ОТС(У) Ю.А. Урманцева [180], разработавшего начала ОТС - фундамент системологии. Урманцев показал глубокое единство органического и неорганического мира, вытекающее из системной природы любых объектов. В настоящее время по признанию многих исследователей и практиков ОТС(У) является наиболее продвинутым и самым используемым вариантом ОТС. Разработанный Урманцевым вариант ОТС включает в себя понятия «объект», «объект-система» и «закон композиции». За «объект» признается любой предмет мысли, т. е. предметы объективной и субъективной реальности, и не только вещи, но также качества, свойства, отношения, процессы, параметры и т.д. «Объект-система» - это единство, созданное определенного сорта «первичными» элементами + связывающими их в целое отношениями (в частном случае, взаимодействиями) + ограничивающими эти отношения условиями (закон композиции). Во всех объект-системах можно выделить следующие аспекты: 1) первичные элементы, рассматриваемые на данном уровне исследования как неделимые; 2) отношения единства между этими элементами и 3) законы композиции (организации), определяющие границы этих отношений. Понятие о законе композиции, впервые введенное Ю.А.Урманцевым в определение системы, позволяет представить живую систему как закономерный, упорядоченный, неслучайный набор объектов. Отметим, ОТС(У) не дает готового рецепта для нахождения закона композиции системы. Такой закон исследователю необходимо установить самому. Об этом предельно ясно писал А. Пуанкаре: «Логика говорит нам, что на таком-то и таком-то пути мы, наверное, не встретим препятствий; но она же не говорит, каков путь, которорый ведет к цели. Для этого надо видеть цель, а способность, научающая нас видеть, есть интуиция. Без нее геометр был бы похож на того писателя, который безупречен в правописании, но у которого нет мыслей» [по 174, с. 272]. Выявление оптимальных «противоположностей» в системе – вот тот путь, который ведет, по нашему мнению, к установлению законов гармонии рассматриваемого объекта.

Выявление важнейшего аспекта целостности объекта – гармонии - предполагает предварительное изучение его организации. Отметим, лишь во второй половине 20 столетия организация живых систем стала рассматриваться не как некая аксиоматическая данность, не подлежащая изучению, а как нечто самостоятельное, как аспект отдельного исследования. Более того, постепенно стало очевидным, что, как писал лауреат Нобелевской премии Н. Винер [35, с. 43], «главные проблемы биологии...связаны с системами и их организацией во времени и пространстве». Системный подход предполагает сложную организацию всякой живой системы, многообразие взаимодействий между ее элементами. Функционально связанные в одной системе объекты различной сложности образуют последовательность иерархических систем: каждый «сложный» объект состоит из своих «простых» систем, одновременно он же наряду с другими «сложными» объектами включен в более сложную систему в качестве «простого» и т.д. Системный анализ такого рода был использован нами [193, 194, 201] для выявления гармонии систем сердца человека и млекопитающих. Выявление законов организации сложной системы из «простых» позволило приступить к установлению критерия гармонии, согласно которому происходит сопряжение (гармония) «простых» элементов в единое сложное целое. На различных уровнях сложности был произведен анализ сопряжения «простых» сердечных систем, функционально образующих ту или иную «сложную» систему. В результате нами впервые была установлена оптимальная основа сопряжения (гармонии) совокупности «простых» сердечных систем в «сложной» кардиосистеме. Эта универсальная особенность сердечных систем получила обозначение - «принцип оптимального вхождения». Сущность этого принципа заключается в следующем: «Каждая из «простых» сердечных систем, совместно образующих «сложную» кардиосистему, включена в последнюю оптимальным образом, вследствие чего сложная система исполняет свою функцию с минимальным расходом энергии и строительного материала». Возникает вопрос: «Можно ли говорить о присутствии гармонии «противоположностей» в любой сердечной системе, исходя из принципа оптимального вхождения»? Как мы уже отмечали во Введении, ответ положителен, ибо «противоположности» («больше – меньше») «заключены» в каждом сердечном параметре. Любой параметр имеет определенный физиологический диапазон значений, в пределах которого деятельность сердца сохраняется. «Рабочая» величина параметра разделяет этот диапазон на два «противоположных» участка: участок больших и участок меньших возможных значений. По отношению к оптимальной рабочей величине первый из них можно обозначить интервалом «положительных», а второй интервалом «отрицательных» приращений параметра. Оптимальное соотношение «противоположностей» для каждого параметра может быть представлено определенным оптимальным числом.

Отметим, поскольку речь идет о последовательном включении «простых» систем в «сложные», каждому уровню «сердечной» иерархии соответствует своя гармония «противоположностей». При этом сохраняется условие, представленное А.П. Стаховым, чтобы «иерархическая система была устойчивой, каждый ее элемент на любом уровне ее организации должен быть «гармоничным» — это главное положение научной парадигмы, восходящей к Пифагору и Платону» [158]. Таким образом, принцип энергооптимального сопряжения является «гарантом» устойчивости сердечных систем любой сложности.

Глава 2