Азбука рисунков природы - Зимов Сергей Афансьевич - Страница 28

Информация о биологических формах также может быть записана «простыми формулами» — природа экономна. Ошибка в кратком алгоритме (мутация) кардинально изменит рисунок. Вспомните, что все множество приведенных выше абстрактных рисунков было получено путем последовательных небольших изменений порогово-потенциальной функции и часто конфигурация рисунка менялась кардинально.

Невидимые структуры

Е и Р применимы и для непространственных рисунков, которые можно нарисовать на бумаге, но нельзя увидеть в реальности. Вот пример подобной одномерной структуры. Представим, что появился новый сверхпрочный материал, и в промышленности возникла потребность в трубах различного диаметра из этого материала. Соответственно есть функция потребности от диаметра. Пусть ось x — это диаметр труб. Эта функция непрерывная — трубы нужны всякие, но один размер нужен больше, другой — меньше — потенциальная функция в какой-то точке имеет максимум, и как только этот максимум достигнет порогового уровня, определяемого технологическими и финансовыми возможностями, в этой точке на оси x появится элемент — труба диаметром x1. Новое изделие разгрузит потребность в трубах не только этого диаметра, но и в своем окружении: трубу диаметром 2 см вполне можно использовать при потребности в трубах диаметром 1,8—2,2 — см, а иногда и в диапазоне 1—3 см. После появления первого размера в потенциальной функции на границах зоны ее разгрузки появятся два новых максимума. Дальнейший рост потребностей и технических возможностей в итоге приведет к возникновению упорядоченной одномерной структуры сортимента труб — цепочки точек вдоль оси x. Рост потребностей может привести к появлению второй генерации изделий. Схожие примеры — цепочки точек на оси радиочастот. Вдоль этой оси изменяется потенциал появления радиостанций. Появление элемента — мощной передающей радиостанции с фиксированной частотой — разгружает этот потенциал и исключает возникновение новой радиостанции рядом (на близких частотах). Другие примеры — номера охотничьих капканов, дроби, размер ячей рыболовных сетей.

Примером двухмерной точечной структуры может быть сортимент болтов. На координатных осях в данном случае могут быть отложены длина болтов и их диаметр. С началом производства первого (самого «ходового») болта с размером x1 и y1 потенциальный рельеф потребностей в болтах вокруг этой координатной точки разгружается. Следующий структурный элемент появится на новом максимуме потенциального рельефа на границе зоны разгрузки первого и т. д. В итоге возникнет точечная структура, разгрузившая область потребности в болтах. В зависимости от первоначальной конфигурации потенциального рельефа второй и последующие элементы (размеры болтов) могут отличаться от первого длиной, или диаметром, или и длиной и диаметром. В итоге возможны различные варианты упаковки элементов и различная ориентация рисунка относительно осей координат. Например, если в порогово-потенциальном рельефе есть резкий гребень, параллельный координатной оси, вдоль которого изменяется диаметр, то вначале появится серия болтов, отличающихся лишь по длине[6]. У болтов помимо длины (x) и диаметра (y) могут быть и другие характеристики, например шаг резьбы. Соответственно, мы можем добавить еще одну координатную ось z. Тогда сортимент болтов будет уже трехмерной (объемной) структурой. Можно добавить и другие характеристики — прочность стали, размер головки. Такие многомерные структуры трудно представить и изобразить на бумаге, но схема описания процесса структурообразования не меняется — те же Е и Р функции, но уже многомерные и многомерная область разгрузки.

А теперь представьте такое пространство — на оси x ширина штанины мужских брюк в колене, а на оси y — внизу. В этом пространстве движется мода на брюки. Вспомним, что в 50-х годах модными были «клеша» — широкие и внизу, и в колене (x>30 см, y>30 см). Затем, в 60-годы мода резко сместилась к началу координат. Появились узкие «дудочки» (x<20 см, y<20 см). Затем точка моды поползла вдоль оси y — появились расклешенные брюки (x = 20 см, y = 30 см), а во второй половине 70-х развернулась и двинулась вдоль оси x к исходной точке — широким и внизу, и в колене. В 80-е годы мода сместилась вниз по оси y, уменьшилась ширина брюк внизу, появились брюки «бананы». Что движет модой? Куда она движется?

Двигают моду известные яркие личности, молодежь — люди, желающие выделиться, мода движется туда, где выше потенциал оригинальности, разгружая его за собой. По мере исчезновения из сундуков и из памяти фасона с координатами xi, yi потенциал оригинальности в этой точке накапливается, возрастает. Оригинально то, чего не было или давно не было. Мода движется, как голодная улитка в ограниченном пространстве, не отходя далеко от области физиологического и материального оптимума (брюки должны быть удобны и дешевы). Мода движется и скачет по гребням и вершинам созданного ею рельефа, постоянно его трансформируя.

Е и Р можно использовать в пространстве, включающем временную координату. Явления (элементы) разгружают потенциал не только вокруг, но и в будущем. Извержение вулкана (на оси времени элемент — не сам вулкан, а извержение) разгружает потенциал (давление магмы) не только к северу и югу, но и на много лет вперед до того момента, когда давление магмы вновь достигнет критического уровня, в это время произойдет новое извержение. Так появляется временной ритм.

Время — специфичная координата. Вдоль нее структура событий всегда формируется в режиме сверхрезкой смещающейся границы структурообразования — события не могут забегать в будущее. Разгрузка потенциала на оси времени резко несимметрична — нельзя влиять на прошлое, можно влиять на описание прошлого в истории, менять ее структуру, но история не реальный объект, а его модель. Порогово-потенциальные рельефы вдоль оси времени испещрены множеством периодических гребней и насечек. Это определяемая космосом годовая, сезонная, суточная ритмика; множество насечек, связанных с праздниками и круглыми датами. Мы идем обедать, когда наше желание поесть достигнет порогового уровня, а он очень низок во время официального обеденного перерыва.

Порядок из хаоса?

Появление среди «ровного поля» рисунков, структур — загадка, породившая синергетику. Как появляется порядок, ориентация элементов, ритм? Как в мире, где все процессы сопровождаются ростом вселенского хаоса, возникает новая информация? Как мы можем ответить на эти вопросы сейчас, закрывая азбуку?

Рисунок складывается из элементов. Они же во всех рассмотренных нами примерах возникали на вершинах пороговопотенциального рельефа и развивались по его гребням. Элементы лишь повторяли, подчеркивали информацию, записанную в этом рельефе. Значит, вопрос надо поставить иначе — как появляются упорядоченные расчлененные рельефы? Эта расчлененность может быть внешне заданной, присутствовать изначально, но быть незаметной для глаза. И тогда возникнет ощущение, что порядок появился «на ровном месте». На самом же деле более контрастно проявился существующий порядок. А если первоначальный рельеф гладкий? Все равно у него есть максимум. В реальном мире не бывает однородных условий, на ровном месте заметна любая «пылинка». Максимум задает положение первого элемента. В системе есть информация, где он должен появиться. Если это линейный элемент, то его ориентация задана микроанизотропностью свойств в точке этого максимума. При появлении первого элемента этот максимум исчезает, проваливается и одновременно с этим на каком-то расстоянии неизбежно возникают новые максимумы (у любой функции должен быть максимум). От чего зависит это расстояние? От ширины зоны разгрузки, а она задана особенностями системы. Как видим, вся необходимая информация о рисунке присутствует в системе. Но присутствует в виде алгоритма его развития, и в этом случае элементы рисунка развиваются в соответствии с максимумами рельефа. И задаются эти максимумы самим рисунком, предыдущими элементами. Информация о местоположении и развитии передается от элемента к элементу. В этом и заключено таинство процесса формирования рисунка. Не надо ломать голову, как появился весь рисунок. Проблема сводится к единичному элементу, его место появления всегда определено, и как только появился этот элемент, он тут же закономерно изменяет потенциал и этим задает положение другого. Новая информация при этом не возникает, происходит лишь перезапись другим, более «ярким» языком информации и закономерностей, существующих в системе. Информация высвечивается, становится более контрастной. Микромаксимум превращается в глубокий минимум. Первичная локальная анизотропность в вершине рельефа, задавшая направление первого элемента, после его заложения оборачивается противоположно ориентированной макроанизотропностью в широкой окружающей зоне.