6. Открытые и закрытые системы. Место и роль обратной связи в открытых системах.

Закрытая система, как это становиться по названию - отграничена от окружающего мира. Взаимодействие происходит только внутри системы между ее структурными компонентами.

В противоположность закрытой системе, открытая система функционирует благодаря взаимодействию с окружающим миром. Первостепенное значение при этом имеет обмен энергией и информацией с окружающей средой, представленной системами разного калибра.

Закрытость и открытость систем бывает разной степени выраженности. Абсолютно закрытая и абсолютно открытая системы - это достаточно абстрактные понятия. Даже в сложнейших научных экспериментах и при особых природных обстоятельствах (глубоко в космосе, в центре звезды) достижение абсолютно открытого или закрытого состояния невозможно. Все, что будет сказано ниже, относиться к промежуточным состояниям разной степени выраженности.

Возможны как бы промежуточные состояния: мнимо открытая и мнимо закрытая система. Мнимость проявляется в том, что обладая внешними признаками одного типа, на самом деле система относиться к другому типу. Организация, исповедующая принципы - мы сами себе все сделаем, осуществляет взаимодействие с окружающим миром. А СССР, сообщавший всем, какой он открытый, в действительности был гораздо более закрытым. И как и следовало ожидать - развалился.

Основная черта действующих систем в том, что происходит изменение. Как внутри системы, так и между системами происходит перераспределение энергии, информации и ресурсов. Данные операции обмена в теории систем называются Флуктуации (колебания). Как вода течет туда, где ниже, так и все обмены происходят на основе трех принципов.

1. При обыкновенных условиях перераспределение ресурсов происходит из мест с большей плотностью в места с меньшей плотностью.

2. Производимые изменения зависят не только от количества перемешенных ресурсов, но и от разности градиентов между местами откуда и куда перемещают, и от скорости перемещения.

3. Движение в обратном направлении определенного ресурса (оттуда, где меньше, туда, где больше) возможно, если в более глобальном масштабе происходит выравнивание градиентов.

Фактически, зная три этих момента, можно описать все возможные изменения систем. В следующем выпуске я расскажу о системах с обратной связью. Усиливающей и стабилизирующей (или как говорят большинство людей с положительной и отрицательной, что не совсем точно)

Закрытая система более стабильна, так как не подвержена изменениям при взаимодействии с окружением.

Результатом всех перераспределений между элементами закрытой системы через определенный промежуток времени будет равномерное и однородное состояние. Наступает гибель системы.

Открытая система существует не за счет стабилизации процессов, а за счет постоянного обмена со своим окружением. Особенно за счет обмена энергией и информацией. Гибкое равновесие.

При формировании системы также формируются механизмы саморегуляции, несущие в основе петли обратной связи.

При получении системой излишнего количества информации и/или энергии возможен переход на более высокий уровень организации за счет перетряхивания системы и подключения механизмов саморегуляции и стабилизации.

Накопление в Открытые системы активных продуктов реакций или теплоты может привести к автоколебательному (самоподдерживающемуся) режиму реакций. Для этого необходимо, чтобы в системе реализовалась положительная обратная связь: ускорение реакций под воздействием либо её продукта (химический автокатализ), либо теплоты, выделяющейся при реакции. Подобно тому, как в колебательном контуре с положительной обратной связью возникают устойчивые саморегулирующиеся незатухающие колебания (автоколебания), в химической Открытые системы с положительной обратной связью возникают незатухающие саморегулирующиеся химические реакции. Автокаталитические реакции могут привести к неустойчивости химических процессов в однородной среде и к появлению у Открытые системы стационарных состояний с упорядоченным пространственным неоднородным распределением концентраций (диссипативных структур с упорядоченностью на макроскопическом уровне). Характер структур определяется конкретным типом химических реакций. В Открытые системы возможны также концентрационные волны сложного нелинейного характера.