Зачем зажигают звёзды или Энергетика связей

Ведь, если звезды зажигают — значит — это кому-нибудь нужно?
В. Маяковский
     Эрик Чейссон, один из пионеров преподавания курса Big History, Универсальной Истории (под названием Космическая Эволюция), убеждён, что сложность систем хорошо коррелирует с их энергией.  Проделав титанический труд, сон рассчитал отношение количества свободной энергии, проходящей через систему в единицу времени, к единице её массы (обозначенное им Фm) для множества различных систем от галактик до мозга, от растений до обществ и машин. В его честь введённую им единицу потока стоит назвать Chaisson: пусть 1эрг/г/с=1Ch.
     По расчётам учёного, величина Фm для галактик с начальных 0,001 Ch выросла за счёт гравитационного сжатия в 10 раз, до современных 0,01 Ch. Для  Солнца за 4 млрд лет Фm увеличился с 2 до 4 Ch. Гораздо выше показатель Чейссона у растений (от 1 000 до 10 000 Ch) и животных (от 3-х – 4-х тыс. Ch у рыб и рептилий до 40 тыс. Ch у млекопитающих и 90 тыс. Ch у летающих птиц). Ещё больше Фm у социума и техники.  Может показаться, что для Солнца показатель занижен, но, видимо, он определён в границах Солнечной системы, падая за счёт её объёма. У нас нет оснований сомневаться ни в правильности расчётов, ни в том, что с усложнением систем Фm, как правило, растёт. Но есть нюансы.
     В общем ряду показатель Чейссона для человека крайне скромен. Как и у всех млекопитающих, он примерно равен 40 тыс. Ch. Ни появление приматов, ни покорение вершин науки на этой величине заметно не сказались. Действительно, организм у человека не мощнее, чем, например, у волка. Чейссон стушёвывает этот факт расчётами Фm для обществ, у которых он медленно, но растёт. И всё же человек, многократно усложнившись, спокойно обходится тем же энергетическим потоком, что и осёл! Зато у автомобилей и самолётов Фm доходит до десятков млн. Ch. Инженер в тысячу раз проще созданной им техники?
     Конечно, нет, хотя в целом с выводом Чейссона согласиться можно. Всё проясняют связи. Чем больше связей, тем выше сложность (в любом понимании). А каждая связь обладает некоторой энергетикой, внося свой вклад в энергетику системы. Поэтому для большинства систем величина Фm примерно пропорциональна плотности связей. Энергетика связей различна, но даже у животных нет выбора. Они всю жизнь должны обходиться полученным по наследству набором связей (от скелета до нервов, от шкуры до желудка). Мы же умеем управлять энергетикой и применяем в жизни и технике связи той мощности, которая нужна в каждом конкретном случае. Меняем одежду, готовим еду на огне, строим дома, ездим на машинах. Поэтому корреляции энергетики со сложностью у разумных систем и техники нет.
     Энергетика  связи зависит от её  типа. С точки зрения системы есть внешние и внутренние связи. Внешние могут быть внутренними для систем или скоплений высшего уровня. Но в скоплениях цели элементов часто не совпадают, их связи могут быть враждебными, как, например, отношения типа "хищник-жертва".
     Внутренние связи консервативны, т.е. сохраняют структуру системы и её саму. Часть из них пассивна, и это важнейшая часть всех связей вообще. В отличие от активных (взаимодействий) пассивные связи энергию не расходуют, а высвобождают, сохраняя, экономя, собирая или иными способами накапливая жизнеобеспечивающие силы. На физическом уровне это естественно: в физике под энергией связи понимают минимальную работу, необходимую, чтобы разложить систему на составляющие её части. Напротив, при образовании связи энергия, как правило, выделяется. Так, масса ядер большинства атомов меньше суммы масс входящих в него нуклонов (протонов и нейтронов). Разность – дефект массы, в пересчёте на энергию по формуле Е=mc2 определяет работу сил, необходимых для расщепления ядра. У атомов с большим атомным весом дефект невелик, что приводит к самопроизвольному распаду. Ядра гелия и нуклоны имеют избыток массы (отрицательную энергию связи), и всё же очень устойчивы. Но это – особый случай. Большинство устойчивых связей энергию высвобождают – потому они и устойчивы. Энергия выделяется при замерзании (формировании кристаллов) и падении на землю. Журавли летят клином, экономя силы. Точно также высвобождают энергию и социальные (родственные, дружеские, экономические и т.д.) связи. Хотя для создания, поддержания и восстановления связей энергию часто приходится расходовать (это делают активные консервативные связи), связность окупает затраты: дорога’ доро’га, а бездорожье дороже! Пассивные связи могут сохраняться и после распада системы, становясь для других помехой или добычей.
     Консервативные связи хороши в стабильных условиях и могут стать контрпродуктивными при их изменении. Другая проблема в том, что внутренние связи не способны преодолеть диссипацию (рост энтропии), когда ломается сам механизм восстановления связей. Для выживания, в конечном счёте, необходимы модернизации – связи плавного эволюционного или скачкообразного революционного типа. Но это внешние связи, иногда враждебные системе. Они могут её совершенствовать, однако могут и выводить (случайно или намеренно) на или за грань устойчивости. Лучшее, возможно, решение представляют популяции, совмещающие свойства скоплений и систем. Они дают элементам (особям) право на ошибку, позволяя конкурировать, не враждуя. Тестируя модернизационные связи, особи могут находить и распространять успешности, преодолевая этим диссипацию при минимальном риске потери устойчивости.
     Хотя, в конечном счёте, энергию все системы берут извне, получить её  можно не в любой момент. Чем выше сложность системы, чем больше в ней пассивных связей, тем больше энергии она может запасти, аккумулировать. Связи позволяют накапливать, хранить и экономно расходовать энергию и другие ресурсы. Чем энергии больше, тем устойчивее система, поэтому она должна наращивать плотность пассивных связей. Можно даже сказать, что ради них системы и существуют – звёзды зажигают ради сжимающей их гравитации. То есть в результате анализа мы пришли к тривиальному выводу о превалировании у систем буквально шкурных интересов. Ведь шкуры, оболочки, стены – это типичные пассивные консервативные связи. Иначе, впрочем, и быть не могло, поскольку мы рассматривали произвольные, в том числе и примитивные системы.
     Но для сложных систем это, по-видимому, неверно. У человека, помимо тела, есть душа для диалога с миром и дух для диалога с Богом. Отчасти высшие цели своим подсистемам транслируют системы высшего уровня. Душа управляет нашими связями с мегасистемой, совокупностью окружающих и сопутствующих систем и скоплений разного уровня. Однако причину усложнения связей до уровня духа  это не объясняет. Можно вспомнить о высшей цели систем, названной Д. Чернавским – сохранении своей информации. Это ближе, надо только понять, зачем системам такая цель.
          Пример человека, многократно усложнившегося в теле заурядного млекопитающего, показывает, что для совершенствования информация важнее показателя Чейссона. Но информация имеет случайный, "штучный" характер. Каждой системе нужно своё, к усложнению ведёт лишь то, что совместимо с тезаурусом, т.е. уже имеющейся информацией. Более того, сложные биологические и социальные системы ради самосохранения блокируют случайные изменения, хотя они могли бы вести и к усовершенствованию. Каждый биологический вид, заняв экологическую нишу, обустраивает её для себя, а, главное, приспосабливает себя к ней, вовсе не спеша её покинуть. Сохранение своей информации означает для него фиксацию структуры, согласованной со средой. "Бог" муравья, его высшая истина – оптимально устроенный муравейник. А для звезды всё определяет гравитация.
     Но Homo Sapiens Sapiens не остановился ни в одной из ниш и, накапливая колоссальное количество информации, пытается переделать под себя всю планету (и не только). Хотя биологическое развитие человека давно завершено, развитие человечества ещё далеко от финиша. В перспективе оно должно привести к сохранению единой, общей информации, развитию общечеловеческого духа. Но уровень сложности человека позволяет каждому социуму и каждому индивидууму развивать свой дух, искать свою "дорогу к храму", стараясь фиксировать итоги согласования  своего внутреннего мира с внешним.
     Если шкурные энергетические интересы всегда необходимо присущи всем системам, то жертвенность элементов столь же необходима для сохранения надсистем. Она требуется не постоянно, но периодически, точечно. И ещё реже, но столь же необходимо следует делать вывод, подводить итог развитию, сохраняя, фиксируя свою, накопленную информацию, свой дух.
     Три эти цели, и порождаемые ими связи возникают на всех уровнях, но по мере усложнения систем роль и частота востребованности высших связей растёт.

Выводы:

-Основой систем являются пассивные связи, которые высвобождают, сохраняют и экономят энергию. Создают и обслуживают их потребляющие энергию активные связи (взаимодействия). Внутренние консервативные пассивные и активные связи обеспечивают стабильное существование систем.

- Накапливающиеся в системах нарушения и возникающие рассогласования со средой разрешаются модернизационными связями. Объединение систем в популяцию снижает риски модернизаций и облегчает их проведение.

- Итогом развития на каждом этапе становится согласованная со средой структура (организм, вид, ценоз), в которой фиксируется информация, представляющая частную истину данной структуры. Абсолютной истины не существует, по мере усложнения системы продвигаются в сторону накопления разнообразия.

Другие заметки об общей теории эволюции систем:
Введение в общую теорию эволюции систем (http://proza.ru/2020/06/16/1776)
Эволюция и энтропия. «Тепловая смерть» Вселенной (http://proza.ru/2020/06/16/1790)
Э.Шрёдингер и эволюция, С. Хайтун и беспорядок   (http://proza.ru/2020/06/17/11)
Что такое информация? Взгляд эволюциониста (http://proza.ru/2020/06/17/33)
Ценность информации.Целеполагание произвольной системы (http://proza.ru/2020/06/17/36)
Что такое сложность? Взгляд эволюциониста(http://proza.ru/2020/06/17/47)
Зачем зажигают звёзды или энергетика связей(эта заметка)
Пассивные связи: скелет, границы, сети...  (эта заметка)
Активные связи. Кооперация и конкуренция (http://proza.ru/2020/06/17/54)
Из чего состоит и куда идёт эволюция?(http://proza.ru/2020/07/23/700)
Общая теория эволюции систем. Некоторые итоги  (http://proza.ru/2020/06/17/73)

Литература:
Чейссон, Э.Дж., 2011, Космическая эволюция – Больше , чем Большая история под другим названием, альманах «ЭВОЛЮЦИЯ: Перспектива большой истории», Волгоград: ‘Учитель’,