Рубрикатор:
Кибернетика
Научная публикация

Кибернетическая точка зрения на законы Природы

Германия
Март 26. 2020

Путь развития ведет от ступени, на которой
законы природы открывают, к ступени, на которой
эти законы создают
                                                                                                                             Станислав Лем 


     Излагаемое ниже понимание законов Природы может показаться неожиданным и даже шокирующим. Тем не менее, сразу заметим, что это понимание фальсифицируемо, т.е. удовлетворяет критерию К.Поппера, и, следовательно,  является научным.
     Речь идёт об управлении законами Природы.
     Впервые такую - кибернетическую - точку зрения на законы Природы высказал выдающийся ученый современности А.Г.Бутковский на основе выдвинутой им же так называемой "Управленческой парадигмы Мира (УПМ)" [1].
     Напомним, что УПМ состоит в следующем [1}:  "Всякая, без исключений, наблюдаемая в Мире (природе или обществе) структура существует, проявляется и функционирует (в виде закона природы или общества) лишь пока и поскольку она устойчиво поддерживается на определенном интервале времени посредством одного или нескольких  регуляторов , сосредоточенных, распределенных (или структурных - авт.). При этом наблюдаемые в Мире (живой, неживой, искусственной природе или обществе) флуктуации всех без исключения наблюдаемых величин (например, необязательно физических) есть ничто иное, как ошибки регулирования этих систем управления, которые используются регулятором обратной связи для выработки управляющих воздействий, поддерживающих структуры объекта регулирования". 
     Таким образом, всякая сохраняющаяся структура - это объект управления в системе с обратной связью, компенсирующей ошибки стабилизации.  И, следовательно,  мы можем, как и в любую систему управления, вмешаться в неё, перестраивая её и преследуя при этом ту или иную цель.
      Но, как известно, сохраняющегося в живой и неживой природе - гигантское разнообразие! Нас же здесь интересует важнейший подкласс этого разнообразия - законы Природы, и, прежде всего, сохраняющиеся во времени фундаментальные законы физики. 
      Мы неизбежно приходим к выводу, что и ими можно управлять .
      А.Г.Бутковский пишет [1]: "Управленческая парадигма Мира даёт новую возможность посмотреть на "Законы Природы" не как на нечто постоянное и неизменное, а как на объект управления и искусственного конструирования, на возможность искусственно менять и устанавливать новые "Законы Природы"".
      Для уточнения, что же конкретно имеется ввиду, надо, прежде всего, получить ясное представление о том,  что следует понимать под термином "закон Природы".
      "З а к о н о м  называется всякое равенство (называемое уравнением закона), для которого значение каждой входящей в него величины (понятия) может быть измерено (определено) совместно и независимо, каким-нибудь способом или способами, причем подстановка этих значений в уравнение закона превращает это уравнение в верное равенство; иными словами, уравнение закона есть не что иное, как тождество, определенное и верное для любой совокупности  всех совместно и независимо измеренных (определенных) значений, входящих в уравнение величин (понятий), например, таковым является закон Ньютона: F=ma [1]."
      Каждый закон не только открывает нам качественную картину, единую для всех явлений определенного класса. "Важность и практичность законов состоят ещё и в том, что знание этих законов, т.е. их уравнений, позволяет уменьшить число измеряемых величин, которые мы вынуждены измерять (непосредственно на опыте, в реальности, приборами); при этом остальные величины вычисляются с помощью уравнений закона ("по формулам"). Таким образом, законы позволяют измерения заменить вычислениями (по определенным правилам, алгоритмам, программам), которые можно автоматизировать.
      В каком смысле можно управлять законами? Управлять законом - это значит устанавливать закон произвольно, возможно из какого-то определенного класса законов" [1].
      Как же указанное управление осуществлять? 
      Мощным аппаратом для теоретического исследования и решения такой проблемы может служить абстрактная теория систем и блоков [1-4].  В этой теории каждый блок отождествляется с математическим оператором, описывающим ту или иную реальность. При этом  возможна постановка двух задач - прямой  и обратной.  В прямой задаче, в частности, требуется найти оператор соединения блоков, если известна структурная схема соединения и операторы каждого из входящих в неё блоков в отдельности. В обратной - оператор соединения задается априорно, а отысканию подлежит оператор какого-то другого, входящего в соединение, блока. Этот другой оператор играет в этом случае роль управления. Если  в итоге на вход соединения подать единичный сигнал, то на выходе образуется априорно заданный, т.е. желаемый (операторный) сигнал. Последний, в частности, и может выполнять роль нового, установленного нами, закона Природы (причем полностью согласованного с приведенным выше определением "закона").
      Во избежание недоразумений, подчеркнем здесь, что исходный закон Природы, находящийся в канале прямой связи до структурного вмешательства, никуда не делся, он сохраняется и после;  мы же в качестве нового закона воспринимаем задаваемый нами оператор соединения, который как раз и получен в результате решения обратной задачи.
      Но это не всё. Последний оператор (т.е.-  новый закон Природы) играет одновременно роль задания (или, как говорят специалисты в области управления, роль  уставки) для системы автоматического поддержания (стабилизации) этого нового закона. В природе, заметим, "роль таких регуляторов играют силовые поля (гравитация, электромагнетизм, слабое и сильное взаимодействия" [1].  Искусственное построение соответствующих регуляторов также может быть основано на абстрактной теории систем и блоков [3,4].
      Конкретный пример приведенного здесь общего рассмотрения дан в [4].
      Описанный теоретический подход может быть положен в основу практического создания новых законов Природы.
      Что же касается, например, фундаментальных законов физики, то теперь, вследствие изложенного, перед нами две альтернативные - взаимоисключающие - точки зрения [4]:
      Первая.  Закон физики - это изолированная, инвариантная к любым воздействиям структура, застывшая и неизменяемая данность, недоступная для вмешательства.
      Вторая.  Закон физики - это структура, входящая как объект управления в замкнутую систему автоматического регулирования, встроенную самой Природой в ткань реальности и имманентно присутствующая в ней.
      Какой из этих взглядов адекватнее отражает действительную природу физики?
      Фундаментальные утверждения - "Физико-кибернетический принцип взаимности (ФКПВ)" и "Управленческая парадигма Мира (УПМ)" дают на этот вопрос однозначный и не имеющий исключения принципиальный ответ: второй.
      Но это ни в коем случае не означает "прощания" с первой точкой зрения. Обращение к тому или иному взгляду зависит от целей исследования, от постановки конкретной задачи. Вторая точка зрения вступает в силу, если нас интересуют причины и механизм сохранения рассматриваемого закона физики и возможности управления последним вплоть до искусственного создания новых, ненаблюдаемых ранее, "законов физики".


Примечания

1.  А.В.Бабичев, А.Г.Бутковский, Сеппо Похьолайнен. К единой геометрической теории управления.  - М.: Наука, 2001
2.  А.Г.Бутковский.  Структурная теория распределенных систем. - М.: Наука, 1977
3.  О.О.Фейгин, О.И.Золотов, Л.М.Пустыльников.  Кибернетика физики. - СПб.: СПбГУТ, 2014
4.  О.И.Золотов, Л.М.Пустыльников, Ю.В.Даринский, О.О.Фейгин.  От управления состоянием к управлению структурой. - СПб.: СПбГУТ,  2019