Общие закономерности в природе

[василий андреевич]

Как только мы произносим: "случайно или сложно", то закрываем этим доступ к возможности понять.
  А ведь есть еще понятие неопределенности вместо случайности и закономерности вместо сложности.
  Теперь я еще раз вернусь к своему любимому примеру, вспоминаемому, когда хочу идти по тропе "беспричинного усложнения". Есть случайные дуновения ветра, рождающие случайную рябь. (Рябь - это волновой дуал квантовых событий). Соединение (перемножение, интегрирование) двух случайностей порождает неопределенность состояния, в данном случае водной поверхности. И эта поверхность развивается уже закономерно. И единственное правило - чем меньше длина волны, тем выше ее скорость. Т.е. малая волна взбирается на гребень большой, где она, растрачиваясь на подъеме, рассеивается, отдавая свою энергию, как компонент "цельности" большой волны. Именно из ряби рождаются большие океанические волны, даже когда нет устойчивого однонаправленного ветра.
  Вглядимся в большую волну. Из-под ее гребня будут, опережая, выбегать отдельные неупорядоченные волны меньшего размера, но эти выбегающие волны вовсе не обязательно разрушат саму волну-породительницу. А если и уменьшат ее мощь, то все одно найдут "свою" большую волну, в которой растворятся, как элемент "системности".

  Проведем мысленный анализ большой волны. Мы не отыщем в ней кирпичиков-ряби, хотя и знаем, что из них волна складывалась. Попробуем синтезировать большую волну из мелкокалиберной ряби и снова потерпим фиаско, не сложится. А в природе складывается. Следовательно, надо отвечать почему, как, каким образом?
  И уже ответив, можно глядеть на функционирование и эволюцию такой формации, как экосистема, включающая в себя и систему организмов и среду, которую эти организмы складывают вместе с косным дополнением.

[ArefievPV]

Проведем мысленный анализ большой волны. Мы не отыщем в ней кирпичиков-ряби, хотя и знаем, что из них волна складывалась. Попробуем синтезировать большую волну из мелкокалиберной ряби и снова потерпим фиаско, не сложится. А в природе складывается. Следовательно, надо отвечать почему, как, каким образом?

Так складываем мы по детерминированной логике. А Вы уверены, что мироздание именно по такой логике "живёт"?
Типа, как в художественной литературе маленький деревенский мальчик представлял себе многоэтажный городской дом. В городе он никогда не был. Ну и напредставлял себе целую "стопку" изб с соломенными крышами "поставленными" одна на другую. Мы ведь аналогичными вещами занимаемся. При этом, очень плохо представляя себе логику по которой "живёт" мироздание...

[Nur]

Уважаемый ArefievPV, доброго Вам дня и с Праздником!

Лично я - уверен. Не встречал еще вариантов развития систем, не обнаруживающих сходство с последовательной сменой известных агрегатных состояний. В направлении от плазмы до газообразного и наооборот. В общей схеме и в определенной части это напоминает те волны, о которых говорит уважаемый василий андреевич.

[ArefievPV]

Уважаемый ArefievPV, доброго Вам дня и с Праздником!
Лично я - уверен. Не встречал еще вариантов развития систем, не обнаруживающих сходство с последовательной сменой известных агрегатных состояний. В направлении от плазмы до газообразного и наооборот. В общей схеме и в определенной части это напоминает те волны, о которых говорит уважаемый василий андреевич.

Спасибо. А я вот не совсем.
Сходство ещё не говорит, что в основе лежат одни и те же законы, одна и та же логика.
Наша логика удобна именно для нас (с таким вот образом мышления). И применяется данная логика именно благодаря социуму. Индивидуально человек всего лишь "интуит" и "ощущатель". "Интуит", конечно навороченный, не без этого. Но интуиция данную логику не использует. Для неё полагаю ближе "квантовое мировосприятие" - охват всех связей и зависимостей одномоментно, в их совокупности...
Так, что не стоит быть слишком уверенным...

[василий андреевич]

Но интуиция данную логику не использует. Для неё полагаю ближе "квантовое мировосприятие" - охват всех связей и зависимостей одномоментно, в их совокупности...

В соционике есть психотип под ником "жуков", так вот он думает, что обладает мощной интуицией. Однако на деле он практически в подсознании просчитывает варианты.
  Однако не об этом. Я не зря сказал, что волна есть дуал (как противоположная сторона Януса) частицы (кванта). Меня, конечно, можно заподозрить в слишком общем, физическом, даже метафизическом подходе при рассмотрении "слишком сложного". Но невозможно понять сложное без начального понимания сверхнаглядного. Потому и говорю - не разобравшись с волновой конвергенцией и дивергенцией, можно вводить сколько угодно "фильтрующих надстроек над базисом", но грош им цена, если под ними не понимать физико-математической сути.

  Мутации случайны уже по определению. Но можно, как рабочую модель, предположить мутацию в виде работы фононов, функционирующих в любых удлиненных молекулах. Фононы могут складываться и распадаться, образуя стоячие волны, которые будут разрушать химические связи только в "запрограммированных" местах генома. А это, как Вы понимаете, уже не будет означать чисто случайную мутацию.

  Мы имеем "застывшую" волновую картину в геологических разрезах. Подобную же волновую картину мы можем увидеть в истории, археологии, геотектонике и палеонтологии. И, наконец, одинокая волна - это образ, как бы застывшей во вневременьи. Одинокая волна - это образ тягучего настоящего, включающего и часть прошедшего, и грядущего, но в протяженностных координатах. В одинокую волну поступают "информационные волны", растворяются в волне, и выплескиваются "вперед", как бы созидая будущее. Иначе, наше настоящее есть приятие, обработка и искажение информации, догоняющей наше движение по временной шкале, но и опережающее наше движение по ней. И геном в подавляющем числе случаев "знает" какие места подставить под разрушение, а какие сохранить за высоким барьером энергетической активации.

[Lion]

Жизнь образовалась и развивалась когда-то на планете Земля. Одним из результатов происходивших на ней процессов является человеческий мозг. Было ли на первичной Земле что-то сложнее мозга?

Подскажу: для оценки сложности среды, в которой эволюционирует жизнь на планете Земля, планеты Земля недостаточно. Как минимум, придется включить Солнце и Луну. Почему, надеюсь, объяснять не надо.

Далее пойдет весь комплекс факторов, порождаемых , геологическими, атмосферными, гидросферными процессами. Во всем их многообразии. И т.д. Сравнимо ли это со сложностью процессов в отдельно взятом человеческом мозге?

Из ноликов и единиц, комбинируемых в среде цифровой машины, как из элементарных частиц в природе, можно образовать бесконечное число организованных системных комбинаций.

Цифровая машина -- конечный автомат. Никаких бесконечностей в ней нет. И что характерно, организованные системные комбинации в ней не самозарождаются, а привносятся извне, из внешней среды. Их можно образовывать, да, но только если приставить к машине специально обученных людей.

Сложность может трактоваться по-разному. Для проблем, которые интересуют меня, актуальна  "системная сложность",  косвенно характеризуемая числом  разнородных  элементов  и связей, имеющих функциональное значение и образующих системное целое. Безусловно, очень сложны в  этом смысле  живые  организмы. Сложны создаваемые ими технические системы, включая средства вычислительной техники.

Насколько субьективна ваша оценка сложности? Работая с техникой, вы фокусируете внимание на множестве деталей. А сколько деталей (факторов, элементов) проходят мимо вашего сознания, когда вы смотрите "в природу"?

Но если мы для системной сложности будем придерживаться той логики, что все системно сложное создается чем-то еще более системно сложным,  то придем в  тупик - что тогда было в  точке "Aльфа"  и следует ли  за ней только лишь  упрощение  уровня организации новых систем?

Сложность среды не означает, что она сама сложно организована. Это означает, что она требует сложной организации от системы, пытающейся неограниченно продлевать в ней свое существование.

Но даже если и так понимать, и принять, что Вселенная изначально высокоорганизованна, процесс ее эволюции не означает какого-то упрощения -- все порождаемые системы остаются частями нее, как метасистемы. Сложность не понижается -- она перераспределяется от целого к частям. Получается подобие второго начала термодинамики.

Есть ведь некая "подъемная сила", которая делает организованные системы сложнее своих прототипов. В человеческой практике это интеллект. 

Интеллект сам по себе ничего не порождает, он решает задачи, которые ставит среда. Нет задач -- нет развития. Люди в средневековой Европе имели те же мозги, но подходящих задач им среда не ставила. Итог -- тысячелетний застой.

[Lion]

Случайность или закономерность - это вопрос точки зрения.
Случайным образом могут появиться некие "механизмы-фильтры" ("запрещающие" некие мутации), "сужающие" поле выбора мутаций. Типа, отдельные повреждения молекул приводят к разрушению системы в самом начале (они как бы до "стадии мутации" даже не доходят), до репликации. Соответственно возникновение всех прочих мутаций становиться более вероятным на этом фоне.

Да, примерно такой механизм должен быть, мне кажется.

Возможность нашей адаптации с помощью психики также ограничена сложностью психической  модели окружающего...

Учитывая, что часть этой модели у человека бессознательна -- согласен.

Возникновение надстройки можно рассматривать как формирование отражения в системе.
Две системы адаптируются друг, к другу порождая (формируя) взаимные отражения, друг у друга (типа, «притираются» друг к другу), формируя надстройки. То есть в формировании надстройки у системы принимают участие, как система-хозяин, так и внешняя система (совокупность систем) представляющая для данной системы среду.

Там есть еще интересный момент: адаптируясь, система не только стремится увеличить свою сложность, но и снизить сложность среды. Перестроить ее под себя. Классический пример -- https://ru.wikipedia.org/wiki/Маргаритковый_Мир. Вот этот фактор обратной связи также работает против неограниченного роста сложности.

Ведь любая система «контактирует» со средой только через посредство других систем. По факту среда – это и есть вся совокупность систем (разного уровня сложности) окружающих данную (выделенную нами) систему.

В такой трактовке получается логическое противоречие -- получается, никакая система вообще не контактирует со средой. Или среды просто не существует, только системы. Можно и так посмотреть, но я предпочитаю выделять для анализа по одной паре "среда-система".

[ArefievPV]

Ведь любая система «контактирует» со средой только через посредство других систем. По факту среда – это и есть вся совокупность систем (разного уровня сложности) окружающих данную (выделенную нами) систему.

В такой трактовке получается логическое противоречие -- получается, никакая система вообще не контактирует со средой. Или среды просто не существует, только системы. Можно и так посмотреть, но я предпочитаю выделять для анализа по одной паре "среда-система".

Полагаю, что в настоящее время это так и есть - только системы.
Ещё до "разворачивания" этой темы я даже концепт (чисто умозрительный) сформировать, "словарик" составил... Типа, неким образом обосновать (основные понятия - элемент, связь, среда, система) и/или про постулировать.
Что-то вроде:
Структура – определённое состояние элементов относительно друг с друга (наличие связей между отдельными элементами среды, ограничивающих свободное /хаотичное состояние /движение элементов среды).
Связь – однозначно определяемое соответствие одного элемента множества другому элементу множества.
Среда – множество неструктурированных элементов. То есть, элементов, не имеющих связей.
Ну и т.д.

Фактически вокруг любого объекта/системы находятся только объекты.
Птица летящая в воздухе. Птица - это система, окружающий воздух - среда. Но воздух сам состоит из совокупности крохотных но весьма сложных систем - молекул  разных веществ, конгломератов из систем - пыли, водяных капелек.
Далее. Воздушная среда и сама по себе в целом обладает некой структурой (да, не постоянной, временной, постоянно меняющейся, но структурой), в ней возникают воздушные потоки (конвекционные, от перепада давления, как механическая реакция на воздействие крыла птицы (т.е. отвечает реакцией как система), волны сжатия/расширения (звуковые волны), и т.д. и т.п.)
Даже вакуум нельзя "обозвать" полностью элементарным...

Просто обыденный здравый смысл "заставляет" нас считать системой нечто сложное, а средой - то, что окружает эту систему и, по умолчанию, заведомо проще, чем система. Так удобнее просто размышлять, полагаю. Удобнее вычленять объекты из всего многообразия.
Вы сами так и пишите: "я предпочитаю выделять для анализа по одной паре "среда-система"." 
То есть среда - это относительное понятие используемое при анализе взаимодействия. Некий выделенный объект (тот который исследуем) считаем системой, а его окружение (все объекты, независимо от сложности) считаем средой.

[ArefievPV]

Возникновение надстройки можно рассматривать как формирование отражения в системе.
Две системы адаптируются друг, к другу порождая (формируя) взаимные отражения, друг у друга (типа, «притираются» друг к другу), формируя надстройки. То есть в формировании надстройки у системы принимают участие, как система-хозяин, так и внешняя система (совокупность систем) представляющая для данной системы среду.

Там есть еще интересный момент: адаптируясь, система не только стремится увеличить свою сложность, но и снизить сложность среды. Перестроить ее под себя.

Я бы всё же акценты немного по другому расставил. Система стремится адаптироваться, а увеличение сложности - это один из способов адаптации (или если хотите, побочный эффект адаптации).
А второе - снижение сложности среды - вытекает из "закона сохранения сложности". Итоговая сложность совокупной системы (исследуемая система + среда) остаётся постоянной.
Поэтому и жизнь (в виде биосферы) в процессе феноменального локального (на поверхности планеты) усложнения, возможно, "деструктурирует" (упрощает) окружающую среду (окружающие системы - гидросферу, литосферу, атмосферу). Возможно на этапе зарождения жизни в гидросфере (с участием литосферы и атмосферы) происходили весьма сложные химические процессы, циркулировали потоки веществ. Но появилась жизнь и всё это дело исчезло. Жизнь как бы "вобрала" в себя все это сложнейшие гиперциклы химических реакций. Грубо говоря, "съела" и утилизировала всю эту химию...
Для всей Вселенной возможно так же - сложность остаётся постоянной (волна "структурирования" бесконечно циркулирующая по множеству неструктурированных элементов)...

[Игорь Антонов]

Жизнь образовалась и развивалась когда-то на планете Земля. Одним из результатов происходивших на ней процессов является человеческий мозг. Было ли на первичной Земле что-то сложнее мозга?

Подскажу: для оценки сложности среды, в которой эволюционирует жизнь на планете Земля, планеты Земля недостаточно. Как минимум, придется включить Солнце и Луну. Почему, надеюсь, объяснять не надо.

Далее пойдет весь комплекс факторов, порождаемых , геологическими, атмосферными, гидросферными процессами. Во всем их многообразии. И т.д. Сравнимо ли это со сложностью процессов в отдельно взятом человеческом мозге?

Я в начале отмечал, что сложность сложности рознь. В неживой природе вообще не наблюдается явным образом та сложность, которая очень велика у живых организмов и существенна у многих технических систем. Это сложность организованных систем, где много разнородных элементов и связей между ними скоординированно взаимодействуют, достигая определенных результатов. Системная сложность характеризует системы такого рода, изъяв из которых элемент,  мы прибиваем целое или ограничиваем в чем-то его функциональность. В неживой природе сложные системы такого плана явно не наблюдаются вообще.
Возвращаясь к сложности. Алгоритмическая сложность по Колмогорову выше всего у бессмысленного и бессистемного шума. Выше, чем у модели организованной системы. Такой вот парадокс.  Меня интересует сложность и эволюция организованных систем.

И что характерно, организованные системные комбинации в ней не самозарождаются, а привносятся извне, из внешней среды. Их можно образовывать, да, но только если приставить к машине специально обученных людей.

Вы метнули стрелу в центр мишени. Именно невозможность заставить зарождаться (более точно говоря - спонтанно эволюционировать) системную сложность внутри машины по, вроде бы, универсальной дарвиновской/СТЭ модели ставит для меня под сомнения объяснительную силу этой модели вообще применительно к системной сложности в природе.

[василий андреевич]

Цитата: Lion от Сегодня в 03:21:36 И что характерно, организованные системные комбинации в ней не самозарождаются, а привносятся извне, из внешней среды. Их можно образовывать, да, но только если приставить к машине специально обученных людей.


Вы метнули стрелу в центр мишени. Именно невозможность заставить зарождаться (более точно говоря - спонтанно эволюционировать) системную сложность внутри машины по, вроде бы, универсальной дарвиновской/СТЭ модели ставит для меня под сомнения объяснительную силу этой модели вообще применительно к системной сложности в природе.

Что ж, тогда давайте разбираться.
  Для справки. Белый шум иначе называется хаосом. Дословный перевод хаоса с греческого - изрыгаю. Бытовало среди "любящих мудрость" древних мифическое животное изрыгавшее беспорядок, из которого в природе появлялся порядок.

  Если упрощенно, то СТЭ, как наследница Дарвинизма, говорит, что условно взятые, как система, беспорядочные участки отбираются средой (т.е. остальными системами) так, что у "избранных" увеличивается сложность. Это означает, что энтропия избранной системы понижается за счет увеличения энтропии в условно вымирающих системах.

  Теперь попробуем перейти к цифровой машине, хотя я здесь могу и поплыть.
  Для удобства выделим плоскость беспричинных шумов (флуктуаций) и разобьем ее на квадратики. В каждом квадратике будем регистрировать шумовую амплитуду по десятибальной шкале. Получим фильм из невообразимого числа комбинаций. Сменяемость комбинаций есть процесс. Энтропия процесса не имеет смысла по определению.
  Сделаем мгновенный снимок нашей плоскости - получим оцифровку, которую необходимо признать уникальной, т.е. весьма невероятным сочетанием цифр. И так в каждом снимке - характер цифросочетаний уникален и невероятен, но тем не менее состоявшийся. Следовательно, в каждый отдельно взятый момент времени, энтропия хаоса равна нулю.
  Но можно ли из этого делать предположение, что хаос сколь угодно может увеличивать свою энтропию, т.е. каким-то образом эволюционировать в порядок или еще больший беспорядок? Я убеждаюсь, что эволюция в порядок есть весьма вероятное, хотя и единственное по форме движение и ищу этому убеждению физические доказательства.

  Вот еще один умозрительный пример. Дана банка с разделенными белыми и черными шарами (условно нулевая энтропия полного порядка). Трясем эту банку самопроизвольными "флуктуациями". Получаем хаос перемешанных шаров с максимальной, казалось бы, энтропией, иначе называемой тепловым роком Вселенной. Но помним, что если остановить на мгновение тряску, то энтропия комбинации будет нулевой. Продолжаем трясти и замечаем, что один и шаров раскололся, т.е. получил новое свойство. При этом у банки-Вселенной появилась новая возможность для роста комбинаторности. А если получаются черно-белые и черно-черно-белые шары, то растет и возможность дальнейшей эволюции во все новых качественных соотношениях.

  Пока не буду подсовывать выводы, лишь сказу, что без тонких разборок в терминах термодинамики мы сколь угодно долго будем тонуть в понятиях система, среда, формация систем и сред, будем городить на структуру текстуру, объединяя их в фактуру эволюционных процессов усложнения за счет упрощения "параллельных Вселенных".

[Игорь Антонов]

  Если упрощенно, то СТЭ, как наследница Дарвинизма, говорит, что условно взятые, как система, беспорядочные участки отбираются средой (т.е. остальными системами) так, что у "избранных" увеличивается сложность. Это означает, что энтропия избранной системы понижается за счет увеличения энтропии в условно вымирающих системах.

СТЭ про энтропию ничего не говорит вообще. И только в этом я ее полностью поддерживаю .
Поскольку использование этого понятия в эволюционных дискуссиях является, на мой взгляд, малопродуктивным. Для образования новых структур не всегда нужен приток энергии. Где-то он будет разрушать структуры, а не создавать, поэтому собственно термодинамические процессы  не являются каким-либо ключом к проблемам эволюции системных структур. Я на нашем форуме уже высказывался об этом (2006): "Закономерность роста энтропии, второе начало - это незыблемость выравнивания неоднородностей в процессе теплообмена. Вот и всё. Никакой  глобальной роли в физических процессах в целом это явление не играет."
Еще можно почитать статью С.Д.Хайтуна про энтропию из "Вопросов философии" (2013).

[василий андреевич]

С тем, что под смайликом, согласен лишь отчасти, дискутировать не буду.
О том, что далее, можно судить только после договоренности о "системной структуре".
Статью Хатуна прочел - нормально до своеобычности, но в общем плане "слегка отвратительно".

"Закономерность роста энтропии, второе начало - это незыблемость выравнивания неоднородностей в процессе теплообмена. Вот и всё. Никакой  глобальной роли в физических процессах в целом это явление не играет."

  А вот с этим высказыванием не согласен на все сто. Давеча Вы высказались правильнее, дескать, порядок и его отсутствие они, понимашьли разные.
  Как только звучат слова о "мере", например, того же беспорядка, то надо срочно звать Прокруста, который отрубит ноги или голову согласно чувству меры, которое иначе называется тактичностью или тактом. Мера - то, что измеряемо, хотя бы в принципе. Нет возможности измерить величину хаоса-порядка - не о чем и судить.
  Энтропию нельзя вкусить или высвободить в унитаз - это не форма энергии. Есть состояния параметров до и после квазистатического процесса. Вычтя из "после до", обязательно получим, что либо тепла стало больше, либо температура упала. В противном случае можете смело утверждать: крутя "мясорубку в обратную сторону получаем из фарша мясо".
  Квазистатический процесс обязательно равновесный, как только начинают говорить об открытых системах или неравновесных процессах, то лучше о втором начале не заикаться, а сразу звать Прокруста или, хотя бы, Оккама с его бритвой.

  Но есть практически во всех подобных статьях и высказываниях и отсутствие нечто кардинального. Попробую на тривиальном примере. Имеем идеальный сосуд Дюара, в котором медленно егозят две молекулы аж два и одна о два. Молекулы соударяются друг с другом и упруго отталкиваются, до того момента пока не случится (случайно) походящая флуктуация, от которой молекула водорода чуть сильнее ударит по молекуле кислорода. Произойдет соединение, получится молекула пара + атом кислорода, который поглотит как кинетическую энергию флуктуации, так и энергию, выделившуюся от процесса синтеза. И будьте уверены, что атомарный кислород обязательно отыщет вторую молекулу водорода и соединится с ней. Теперь вопрос: что произошло с энтропией в объеме сосуда Дюара?
  Отвечаю, если считать в лоб, то ничего не произошло. Непонятная мера хаоса осталась прежней, ведь о тепле и температуре мы судить в данном эксперименте не можем. Молекулы как были в равновесии, так остались. Правда появилась "изюминка", новые молекулы оказались с более высокой кинетической и более "низкой" потенциальной энергией, или иначе полная энергия системы выросла. Температуру же можно считать постоянной или, если угодно, неопределенной до некой константы. Ясен пень, что энтропия, как ей и положено выросла.

  Пы.Сы. Ну почему всем лень вспоминать, что равновесие достигается не только через стремление к энтропийному максимуму, но к энергетическому минимуму!
  Не можете подсчитывать энтропию, так хотя бы научитесь подсчитывать энергию!

[Nur]

Уважаемый василий андреевич, мне не лень и я не забываю. О том, как можно подсчитать энергию, я уже заикнулся в теме о направлении эволюции. В своих последних постах Вы, кстати, коснулись нескольких интересных моментов, исходя из чего могу оценить схожесть наших мыслей...
Ну, а что касается количественных критериев, их, похоже, просто пока нет или они не найдены в доступных источниках. Поэтому я еще раз предлагаю попытаться их выработать на одной из тем форума. Хотя бы в духе электродинамики. Для начала - представить череду поколений как проводник определенного сечения и структуры.
А по пути замечу, что понятие "информация" имеет четкое определение как процесс, просто широко не постулировано в наших околонаучных массах... А именно с этого и нужно начинать.

[Nur]

А ведь этот процесс до тонкостей похож на привычную нам схему эволюции. И нет нужды придумывать какие-то метафизические силы, все перед нашими глазами... А также повседневно в наших ушах. Я как-то взял, записал на магнитофон, потом разложил на фразы, выстроил их в последовательности по времени - все то, что говорит жена, когда в очередной раз напоминает мне о трудностях повседневной жизни и т.п. Казалось бы, обычный хаос мыслей, сумятица сетований, в общем все, что мужчина по привычке вкладывает в определения типа "женская логика". А что получилось. Этот, на первый взгляд, хаос мыслей обо всем насущном очень жестко структурирован и практически никогда (по крайней мере, ни одного раза за 50 (!) записей) не отклоняется от известного направления. По себе знаю, мужчины гораздо легче перескакивают в разговоре с темы на тему. Так что же с логикой-то...