Какие системы обладают свойствами эмерджентности

 Когда я впервые случайно прочитал про эмерджентность, то сразу не понял что это, а когда еще раз перечитал, то понял и термин очень понравился. Мне кажется что эмерджентность – один из фундаментальных принципов Вселенной, так как проявляет себя очень много где. И даже название моего блога посвящено  именно ему)

Эмерджентность означает наявность у данной системы некоторых особых свойств, не присущих ее элементам: блокам и подсистемам, и даже не присущих их сумме. То есть, невозможность свести свойства системы к сумме свойств ее компонентов. Термин  часто используется в такой отрасли науки как «теория систем» и имеет синоним «системный эффект».

«Целое является чем-то большим, нежели сумма его частей», — этот принцип был сформулирован еще Аристотелем в его труде «Метафизика», что как бы намекает 🙂 Он считается общим принципом Холизма (мне тоже очень нравится это понятие, но о нем позже), а также тесно связан и с эмерджентностью. В биологии и экологии понятие эмерджентности можно выразить так: одно дерево — не лес, скопление отдельных клеток — не организм. Эмерджентность проявляет себя во многих сферах жизни и природных явлениях. Физик Филип Уоррен Андерсон утверждает: «Возможность свести все к простым фундаментальным законам не означает возможности начать с этих законов и реконструировать Вселенную. Гипотеза про конструирование Вселенной с нуля не выдерживает критики из-за трудностей с масштабом и сложностью. На каждом уровне сложности возникают абсолютно новые свойства. Психология это не прикладная биология, равно как и биология это не прикладная химия. Мы можем видеть что целое становится не просто большим, но весьма отличным от суммы его частей.» Биолог Людвиг фон Берталанфи утверждает: «Системы в биологии, психологии и социологии являются настолько сложными, что их поведение кажется “новым”, “эмерджентным”: оно не может быть логически выведено из свойств отдельных элементов системы.» 

В физике эмерджентные феномены это: трение, вязкость, эластичность, температура, паттерны которые образует песок или почва, конвекция, ураганы и погода вообще. В биологии это комбинирование молекул в полипептиды, которые взаимодействуя самоорганизовываются в органеллы, далее в клетки, ткани, органы, организмы. Это склонность живых существ к объединению в стаи. Свойства биологического вида или биологической популяции не представляют собой свойства отдельных особей. Понятия рождаемость и смертность неприменимы к отдельной особи, но применимы только к популяции или виду в целом. Муравьиная колония – яркий пример эмерджентности: ведь королева не отдает прямых команд и указаний муравьям, они действуют автономно, согласно генетически закодированным правилам и взаимодействуя друг с другом. Тем не менее, колонии демонстрируют комплексное поведение и даже способны решать сложные геометрические задачи, например строить почти идеальную окружность. 

На рисунке изображены кристаллы льда, высокоорганизованная структура, прямо формирующаяся совокупностью случайных движений молекул воды:

Эмерджентными также являются: интернет, архитектура и города, изменения языков со временем, некоторые абстрактные феномены в математике итд. Экономика также насыщена эмерджентностью: фондовый рынок (а также любой рынок подобного типа и размера) является примером системного эффекта в большом масштабе. Как единое целое, рынок регулирует и устанавливает относительные цены акций компаний всего мира, но у него нет лидера, не существует сущности, которая могла бы контролировать  функционирование всего рынка (конспирологией объяснить трудно, так как если и существуют сотни отдельных людей, задающих тренд, все равно весь рынок получается эмерджентным. А возможность контроля всего рынка несколькими людьми противоречит соображениям теории информации).

 Итак, с помощью феномена эмерджентности можно продуктивно трактовать и исследовать феномены сложных систем (к которым можно причислить большинство феноменов, с которыми взаимодействует современный человек и самого человека также:), которые нельзя объяснить с точки зрения сведения к базовым частям. Довольно часто в своих размышлениях я прихожу к выводу про присутствие данного феномена в рассматриваемой ситуации,  поэтому тэг «эмерджентность» будет время от времени встречаться в моем журнале 🙂

Под системой я понимаю такое состояние элементов, когда движение каждого элемента взаимозависимо от всех остальных элементов. Уделяю внимание этим системам. Например, вода в стакане является системой. В ней движение каждой молекулы воды взаимозависимо от всех остальных движений молекул.

Системообразующие факторы могут быть самые разные. Например, для воды в стакане системообразующими факторами являются внутренняя поверхность стакана и земное притяжение.

Для системы характерно то, что свойства системы складываются из свойств, сообщаемых системе элементами системы и собственных свойств системы. Собственные свойства системы в теории систем называются эмерджентностью:

Эмердже́нтность или эмерге́нтность (англиц. от emergent «возникающий, неожиданно появляющийся») в теории систем — появление у системы свойств, не присущих её элементам в отдельности; несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов. Аналогичными понятиями в теории систем и других областях знаний являются синергичность, холизм, системный эффект, сверхаддитивный эффект, некомпозициональность.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BC%D0%B5…

Чтобы прояснить перевод этого термина, «возникающий, неожиданно появляющийся», зададимся вопросом: при каком условии могут появляться собственные свойства системы (эмердже́нтность), а потому и сама система?

Очевидно то, что система появляется в какой-то среде. Схематично это выразим так. Красный кружок — система, голубым цветом с пунктирной линией выражена охватывающая систему среда.

Теперь зададимся вопросом: чтобы появились собственные свойства системы, а потому появилась и сама система, должна Ð»Ð¸ охватывающая систему среда представлять собой систему или не должна?

Предположим сначала, что охватывающая систему среда не должна представлять собой систему. Но тогда собственные свойства системы, ей не сообщаемые её элементами, появляются неизвестно откуда, неизвестно из-за чего, чудесным образом. А чудес на свете не бывает! И остаётся только одно, чтобы появились собственные свойства системы, а потому появилась и сама система, охватывающая систему среда должна представлять собой систему. При этом, собственные свойства появляющейся системы являются отражением собственных системных свойств охватывающей среды как системы. То есть, появляющаяся система отражает охватывающую среду как систему, её собственные свойства отражают собственные системные свойства среды как системы.

В конечном счёте это означает, что Вселенная это система, замкнутая система. И все появляющиеся во Вселенной системы (если точнее, подсистемы) отражают своей конституцией (строением, структурой) Вселенную как систему. Отражают своими собственными свойствами систем собственные системные свойства Вселенной, как системы.

Возьмём, к примеру, атом. Каждая элементарная частица отражает внешние воздействия. Эти внешние воздействия обусловлены установленными физикой фундаментальными взаимодействиями: гравитационным и электромагнитным. На элементарную частицу гравитационное и электромагнитное воздействие осуществляется в самых разных комбинациях. Во Вселенной произошло когда-то изменение, оказалось, что элементарным частицам соединившимся в определённые группы, отражать внешние воздействия легче, менее энергозатратно. И это был системообразующий фактор для атомов. Появились атомы. Очевидно, это справедливо и для молекул и кристаллов. А дальше системообразующие факторы уже другие.

Если Ð±Ñ‹ Вселенная не представляла собой систему, то атомы в ней не появились Ð±Ñ‹. Не появились Ð±Ñ‹ и элементарные частицы. Поскольку элементарные частицы это какое-то упорядоченное движение материи, а потому элементарные частицы являются тоже системами.

Итак, из соображения, что собственные свойства системы не могут появляться ниоткуда, ни из ничего — чудесным образом, я вывел, что Вселенная это система.

Хотя системой Вселенная признаётся в физике, признаётся замкнутой системой. Например, Эйнштейн создавал ОТО в представлении, что Вселенная это система. Астрономы уже Солнечную систему условно принимают за замкнутую систему, выводят плоскость Лапласа, делают расчёты и точность вычислений получается такой, что кончиком пера открывают планеты.

Да и так ясно, что если каждая элементарная частица взаимодействует со всеми остальными элементарными частицами, то её движение взаимозависимо от всех остальных элементарных частиц, и Вселенная — система. Из этого, например, следует, что во Вселенной не может быть прямолинейного равномерного движения тел.

—————————————- —————————————- ———

Это такое общее соображение. Но мне указали на статью, в которой эмерджентность понимается в социальном плане. Если у меня эмерджентность понимается как собственные свойства системы, то у автора — как особые свойства. Можно и так, по-моему. Разницы никакой. Но в этой статье вариант посложней. И мне пришлось продумать своё общее соображение под этот сложный вариант. Получилось весьма критически. И свои мысли по поводу этой статьи я изложу.

Эта статья Элизабет Комсток, вице-председателя General Electric, называется «Ð”обро пожаловать в эпоху эмерджентности».

https://www.iidf.ru/media/articles/trends/dobro-…

По-моему, Элизабет Комсток не вполне понимает с чем соотнесена социальная эмерджентность.

Вот радиотелескоп.

Вот гамма-телескоп.

Этими и другими видами телескопов воспринимается электромагнитное излучение, — радиоизлучение, тепловое, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение, — в доступной телескопам части Вселенной. Но человеческое тело тоже чувствительно ко всем этим электромагнитным излучениям. Поэтому человеческое тело так Ð¶Ðµ чувствительно ко Вселенной, как существующие телескопы в астрономии.

Отсюда следует, для системы «общество» охватывающей её средой является остальная часть Вселенной (исключая саму систему «общество»). Остальная часть Вселенной, как охватывающая среда, является тоже системой. Поэтому собственные свойства системы «общество» должны отражать собственные свойства остальной части Вселенной, как системы. Отражать сообразно своей конституции живой материи.

Собственные свойства системы «общество» лучше будут отражать — общество будет лучше, хуже будут отражать — общество будет хуже. Идти против Вселенной, её собственных свойств как системы, чревато смертью (это актуально только для человека, имеющего сознание).

Поэтому вопрос: зависят или не зависят, или как зависят собственные свойства системы «общество» от самих людей?

Человек является существом общественным и в тоже время индивидуальностью. Как индивидуальность, человек тоже система. Собственные свойства тела человека, как системы, не присущи его элементам в отдельности, — живым клеткам, — не сводятся к сумме их свойств.

И если человек, как система, обладает собственными свойствами, то, выходит, своими собственными свойствами отдельный человек должен отражать как собственные свойства общества, как системы, так и собственные свойства остальной части Вселенной, как системы. Но в остальную часть Вселенной (исключая само тело отдельного человека) входит общество. Поэтому отдельный человек, как система, собственными свойствами должен отражать только собственные свойства остальной части Вселенной, как системы.

Вообще, живое тело, как система, своими собственными свойствами отражает собственные свойства остальной Вселенной, как системы, с самого момента своего появления. Отражает сообразно своей конституции (строения, структуры) живого тела.

Тем не менее, никуда не девается то, что человек, как система, собственными свойствами должен отражать еще собственные свойства общества, как системы. Коль он существо общественное. Есть даже комсомольская песня, которой перевес отражения утверждается в эту сторону, словами: «Раньше думай о Родине, а потом о себе». Получается такой треугольник систем.

Как я понимаю, выходом из этой ситуации является отношение отдельного человека к обществу как один к одному. То есть, духовное и идейное противоборство отдельного человека и общества с позиции отражения одним и другим собственных свойств остальной Вселенной (как системы).

Чем определяются собственные свойства общества, как системы? Очевидно, определяются средним уровнем отражения собственных свойств остальной Вселенной (как системы) большинством его членов. А меньшинство делится на выше среднего и на ниже среднего. Это как в школьном классе, в котором большинство детей со средними способностями, середняки, и на них ориентируются школьные программы. А есть еще отличники и двоечники. Поэтому духовно и идейно противоборствовать с обществом, уровень которого определяется большинством «середняков», успешно могут только «отличники», у которых уровен?