Информация использована в обзоре:
Законы физики и биология: Сводится ли биология к физике? Возможные варианты ответа: Физикализм. Компатибилизм. Неовитализм.
___
- Саморегулируемая система в рамках законов физики
- Современные заклинания
21.07.2026 Новая редакция.
В ходе обсуждений регулярно возникает вечный вопрос о сводимости одного уровня организации к другому. Ниже я рассмотрю позицию редукционизма для системы с обратной связью или, другими словами, саморегулируемую систему. Вопрос такой — в чем отличие такой системы от системы без обратной связи, то есть, без саморегулирования.
Обычные примеры: термостат или клапан слива бачка унитаза. В качестве сравнения возьмем неисправные изделия. Клапан слива перестал перекрывать воду и унитаз протекает. В термостате что-то сломалось и поэтому температура перестала регулироваться; она меняется вслед за изменением температуры окружающей среды.
С одной стороны, видна разница в поведении систем. С другой, можно рассмотреть перехода системы из предыдущего состояния в последующее. Расширим систему и включим в нее окружение, например термостат + окружение или сливной бачок + резервуар воды. Стандартный ответ из физики — система переходит из предыдущего состояния в последующее по законам физики. Однако такое утверждение сводит отличие между саморегулируемой системой и системой без обратной связи на нет.
Перед рассмотрением этого вначале разберем возможное возражение, связанное с тем, что законы физики являются человеческим изобретением. Я не буду углубляться в проблему открытие или изобретение, поскольку в контексте обсуждения ее можно обойти. В конечном итоге мы рассматриваем утверждения, сделанные людьми, и требуется только перейти от утверждений к убеждениям. Вопрос переформулируется таким образом:
- Убеждены ли вы в том, что рассматриваемые системы существуют независимо от человека?
- Если да, убеждены ли вы в том, что рассматриваемые системы переходят из предыдущего состояния в последующее независимо от наличия человека? (например, когда все люди закрыли глаза и заткнули уши)
- Если да, убеждены ли вы в том, что система переходит из предыдущего состояния в последующее по законам физики?
В случае ответа ‘нет’ на один из вопросов выше требуется сформулировать альтернативное убеждение. Все ответы ‘да’ позволяют перейти к обсуждению ниже.
Итак, в чем же разница двух систем, которые переходят из предыдущего состояния в последующее по законам физики? Наличие обратной связи не отрицается, поскольку признается, что поведение двух систем отличается между собой. Вопрос состоит только в том, что означает в этой связи слово саморегулируемое. Кстати, вопрос в данном контексте можно распространить на все остальные слова с ‘само’ — самопроизвольная, самоорганизующаяся, самообучающаяся, самособирающаяся и т. д. По-моему, единственный возможный вариант ответа связан с независимостью от желания человека.
Однако процессы, независимые от желания человека, происходят в обоих случаях. Разница заключается в виде протекающего процесса с точки зрения человека. Один процесс кажется ему обычным, во втором человек усматривает нечто необычное и поэтому добавляет ‘само’. Основная проблема связана с невольным отождествлением с ‘само’ некоторого внутреннего агента или самости. Тем не менее, с этой точки зрения отличия найти невозможно. Самость процесса и представление внутреннего агента остается на уровне способности суждения по Канту.
Рассмотрение выше распространяется на все случаи систем, необычных с точки зрения человека. Например, вместо саморегулируемой системы можно рассмотреть живое. Можно ли увидеть разницу живого и неживого в рамках перехода системы из предыдущего состояния в последующее по законам физики? Рассмотрение выше показывает, что нельзя. В случае живого точно также не удается связать самость и внутреннего агента с живым организмом.
Физики нередко уподобляют мир игре Жизнь (в общем случае клеточному автомату). Система переходит из предыдущего состояния в последующее по заранее заданным законам и при этом на экране постепенно возникают сложные конструкции — планеры перемещаются и сталкиваются друг с другом, желудь превращается в дуб, звезды осциллируют, ружье выпускает космический корабль и т. д. Вопрос в том, что означает обратная связь и саморегулирование в игре Жизнь.
Рассмотрим обычные возражения. Нередко человек согласен с тем, что система подчиняется законам физики, но он несогласен с озвученными выше выводами. Начну с того, что рассмотрение в рамках законов физики неизбежно предполагает наличие начальных и граничных условий, но это мало что меняет. Также вопрос, почему законы физики разрешают возникновение систем с обратной связью, не является предметом обсуждения. Вопрос состоит в отличии таких систем при наличии таких законов физики.
Наиболее часто возражение связано с возникаемостью. В ходе развития системы возникают разные уровни организации, более высокие уровни организации невозможно свести к физическим процессам. В наиболее радикальной форме говорят о нисходящей причинности: более высокие уровни организации влияют на причинно-следственные отношения на более низких уровнях организации. Приведу одну любопытную цитату из моей коллекции (см. обзор ‘Законы физики и биология‘ в разделе Дополнительная информация):
‘Любой процесс самоорганизации представляет собой взаимодействие хаоса беспорядка с хаосом порядка под влиянием колебаний внешней среды. И здесь чисто физические взаимодействия в итоговом плане не подчиняются законам физики.’
Ответ в том, что законы физики каузально замкнуты, поэтому разговоры о нисходящей причинности следует сразу же отбросить. Я бы сказал, что единственная возможность на этом пути связана с компатибилизмом (по аналогии с обсуждениями свободы воли). В данном случае разговор о более высоких уровнях организации связывается с решением практических задач, то есть с переходом от фундаментальной науки, которую невозможно практически использовать, к описанию на уровне эффективным наук. Хороший пример — поэтический натурализм Шона Кэрролла:
‘Есть много путей высказаться о мире. … Наша цель в текущий момент определяет наилучший способ высказаться.’
Но:
‘Все хорошие пути должны согласовываться между собой и с самим миром.’
Следующее возражение связано с апелляцией к теории хаоса и нелинейной динамике. Поведение динамических систем, которые находятся в близких начальных состояниях, может в дальнейшем существенно отличаться. Поэтому небольшие неточности в задании начального состояния приводят к невозможности предсказания развития динамической системы. Однако исходный вопрос никак не был связан с предсказаниями и решением практических задач. Более того, непонятно, каким образом теория хаоса может помочь найти отличие в рассматриваемых примерах.
В заключение следует отметить стохастичность в квантовой механике. В этом случае теряется однозначность перехода системы и поэтому иногда можно услышать, что разговор о законах физики теряет смысл. В данном случае можно признать наличие стохастичности, но это не влияет на обсуждение вопроса. Формально следует сказать, что система переходит из предыдущего состояния в последующее по стохастическим законам физики, то есть, к существованию законов физики добавляется существование случайных величин, которые используются при выполнении перехода. Тем не менее, этот эффект проявляться в обоих случаях, как в саморегулируемой системе, так и в системе с обратной связью. В этом смысле разговоры о стохастичности не помогают найти искомое отличие.
Информация
Обсуждение с dimmel:
Вопрос. В чем будет разница в случае обычной системы и саморегулирующейся?
Ответ: В первом случае, предполагается внешний регулирующий механизм, во втором — внутренний.
Дополнительная информация
Что сказали бы логические позитивисты по этому поводу? Цитата из реферата статьи 2019 года, объясняющей появление сознания в мозге. Она сравнивается с цитатой Гегеля, которую в свое время критиковали логические позитивисты. Также: Когнитивисты vs. Гегель.
21.07.2026 Современные заклинания
‘Живые системы воплощают универсальную физико-информационно-биологическую грамматику — конвергентный набор организационных принципов, объясняющих, как структура, функция и познание возникают из термодинамических, химических и информационных законов, включая унаследованную генетическую информацию, использованную в пептидах и третичных структурах белков. Организмы представляют собой диссипативные структуры, достигающие организационной замкнутости: материально открытые, но причинно самодостаточные, активно производящие компоненты, определяющие их идентичность. Эта автономия проявляется через фрактально-модулярные архитектуры, оптимизирующие поток энергии в условиях универсальных ограничений, и через режим работы в самоорганизованной критичности — динамические режимы, максимизирующие обработку информации на грани хаоса. Эти принципы порождают функциональную вырожденность и антихрупкость, превращая возмущения окружающей среды в эволюционные инновации. Познание возникает не как нейронная исключительность, а как распределенный активный вывод (inference): предсказательные системы, минимизирующие неожиданности на всех биологических уровнях.’
Roberto Carlos Navarro-Quiroz et al, Organizational Principles of Biological Systems, Biology 15, no. 6: 500.