Cybernetyczne warunki przeżycia - Maciej Węgrzyn
1. Układ samodzielny- system autonomiczny
Pisząc o filozoficznych założeniach cybernetyki Robert Piotrowski stwierdza: Jednym z celów cybernetyki jest wypracowanie cybernetycznej teorii układów żywych[sup:1hrwjzlv]1[/sup:1hrwjzlv]. Realizując ten cel Marian Mazur wprowadził pojęcie układu samodzielnego bardziej generalizujące niż pojęcie układu żywego, gdyż i modele komputerowe mogę spełniać warunki konieczne aby były traktowane jako układy samodzielne[sup:1hrwjzlv]2[/sup:1hrwjzlv]. Warunkiem koniecznym do tego aby dany „układ samodzielny” mógł przeżyć w danym środowisku (to jest zachować możliwości wpływu na otocznie i sterowania samym sobą w celu uzyskania zasilania) zgodnie z założeniami teorii cybernetycznych jest posiadanie w dyspozycji pewnej ilości mocy. Cybernetyka bowiem: „bada zjawiska ze względu na ich różnorodność- to aspekt informacyjny, oraz ze względu na ich intensywność- to aspekt energetyczny. Od ujęcia humanistycznego różni ją wprowadzenie obowiązku rozpatrywania wpływu posiadanej przez obiekt (lub będącej w jego dyspozycji) energii i możliwości jej użycia do wpływu na środowisko zaś intensywność oddziaływania mierzy się mocą fizyczną”[sup:1hrwjzlv]3[/sup:1hrwjzlv]. Przekazywania informacji również wymaga dostarczenia energii do wytworzenia oryginału informacji, zapisu tegoż, kodowania, przesyłu, odkodowania oraz odczytu i odtworzenia informacji w postaci obrazu. Jest to istotne ograniczenie możliwości działania wszystkich układów[sup:1hrwjzlv]4[/sup:1hrwjzlv]. Zjawiska badane są za pomocą modelowania opisującego sterowanie procesami generalizując obiekty ze względu na ich funkcje, nie zaś ze względu na fizykalną odrębność[sup:1hrwjzlv]5[/sup:1hrwjzlv]. Od fizykochemii odróżnia ją abstrahowanie od własności tworzywa, z jakiego są zbudowane rozpatrywane obiekty i badanie właściwości modeli zbudowanych według przyjętych założeń. Dlatego możliwe jest budowanie modeli komputerowych działających jako układy samodzielne i obserwowanie ich zachowań pod wpływem zmieniających się bodźców zewnętrznych z modelowanego również środowiska. Wygoda w użytkowaniu takich modeli jest oczywista.
2. Równowaga funkcjonalna systemu autonomicznego ( układu samodzielnego).
System autonomiczny ( nazwa wprowadzona w zastępstwie „układu samodzielnego”) jest nazwą cybernetyczną6, określającą “coś” ( pewien twór, ustrój żywy lub nawet abstrakcyjny), który wypełnia następujące funkcje sterownicze: steruje sobą samym i zapobiega utracie zdolności sterowania sobą. Wszystkie ustroje, spełniające te funkcje zaliczamy do s. a. , w tym również i ludzi, gdyż organizm człowieka spełnia także postulaty zawarte w definicji, a więc jest s. a.). Aby te postulaty zrealizować, każdy proces informacyjny, określający typ reakcji, oraz proces energetyczny ( określający natężenie reakcji) musi sprzęgać ze sobą coś, co tą czy inną drogą utrzymuje równowagę funkcjonalną (homeostazę) systemu, i co wchodzi w skład tego systemu- tym czymś jest homeostat.
Oczywiście, każdy proces wymaga przepływu energii, ale w procesach informacyjnych jest to energia sterownicza, która służy do wskazania różnic między stanami fizycznymi, podczas gdy w procesach energetycznych jest to energia poświęcona na wykonanie pracy, służącej dla przeprowadzenia transformacji jednych stanów fizycznych w drugie. Stąd podział funkcji pomiędzy odpowiednie podsystemy. Podział na podsystemy jest ponadto poddany rygorom ścisłej funkcjonalności- jeden podsystem spełnia tylko jedną funkcję, zaś do wypełnienia jednej funkcji służy zawsze tylko jeden podsystem. Relacja pomiędzy zbiorem podsystemów i zbiorem funkcji jest “relacją doskonałą”. Między podsystemami występują sprzężenia proste i sprzężenia zwrotne. Na rysunku nr l. przedstawiono funkcje podsystemów i sprzężenia podsystemów w systemie autonomicznym. Oryginalny rysunek uzupełniono o pojęcia używane na określenie poszczególnych oddziaływań, tworząc „mapę drogową” przepływu mocy i informacji w systemie autonomicznym.
Rys. 1. System autonomiczny, źródło- M. Mazur, „Cybernetyka i charakter” Warszawa 1976. str. 164. uzupełnione według R. Piotrowski, „Zbiór pojęć cybernetyki ogólnej”, w „Problemy genezy” t. XV nr1,2 , 2007
Reaktywność podsystemu jest to sposób transformowania bodźców. Reaktywność r = +1 oznacza wierne transformowanie, zaś r = -1 oznacza odwracanie oddziaływań.
Zachowanie się s. a. jest rezultatem sprzężeń zwrotnych pomiędzy reakcjami a bodźcami. Korelator daje informacje o sposobach modyfikacji. Akumulator daje energię w pożądanej postaci. Efektor zasilany przez oba te podsystemy oddziałuje na otoczenie, aby zdobyć niezbędny stopień zasilania i potrzebne informacje. Homeostaza systemu autonomicznego polega na sprzężeniu zwrotnym pomiędzy korelatorem a homeostatem oraz akumulatorem a homeostatem: odwracanie oddziaływań ma przeciwdziałać zarówno nadmiarom, jak i niedomiarom w koncentracji energii w systemie autonomicznym, w zakresie czułości homeostatu.
3. Sposoby na przeżycie
System autonomiczny „lubi żyć” : to jest sterować się w otoczeniu tak, aby przetrwać jak najdłużej ale aby żyć- trzeba dysponować pewną ilości mocy do oddziaływania na otocznie i właściwą informację o tym jak należy zadziałać. Za mała ilość mocy może okazać się zagrożeniem dla uzyskania zasilania , za duża może zniszczyć środowisko. Niewłaściwa informacja o sytuacji może spowodować, że całe działanie będzie nieskuteczne. Niestety, koncentracja mocy w jednostce masy maleje wskutek tendencji do wyrównywania się potencjałów i moc systemu może maleć. Ucierpieć przez to może również zdolność do przetwarzania informacji z barku mocy na potrzeby korelatora.
Według M. Mazura moc sytemu można określić według wzoru:[sup:1hrwjzlv]7[/sup:1hrwjzlv]
P= n·a·c
Gdzie; „P” – moc całkowita systemu,
„n”- współczynnik proporcjonalności( moc jednostkowa przypadająca na jednostkę potencjału i jednostkę masy),
„a” – współczynnik jakości tworzywa (możliwość koncentracji mocy),
„c”- ilość ( masa) tworzywa posiadającego możliwości koncentracji mocy .
W skutek procesów samo wyrównawczych jakość tworzywa spada samorzutnie i współczynnik „a” zmniejsza się, przez co ilość mocy będąca w dyspozycji również się zmniejsza. Aby temu zapobiec trzeba stosować specjalne procedury.
3.1. Sposoby podane przez M. Mazura- rozbudowa masy systemu
M. Mazur podał możliwości rozbudowy masy jako sposób na zachowanie( a nawet zwiększenie) ilości mocy dyspozycyjnej systemu. Według jego teorii to działanie homeostatu[sup:1hrwjzlv]8[/sup:1hrwjzlv] powoduje wzrost masy systemu jako przeciwdziałanie zakłóceniu równowagi funkcjonalnej przy zmniejszanie się ilości moc dyspozycyjnej. Moc dyspozycyjna jest zużywana na potrzeby własne sytemu – jest to moc jałowa oznaczana jako Po, oraz na oddziaływanie na środowisko – jest to moc dyspozycyjna oznaczona jako Pd , możemy to zapisać jako:
P= Po + Pd
Rozbudowa masy powoduje jednak wzrost zapotrzebowana na moc jałową proporcjonalnie do masy systemu ( np. na utrzymanie temperatury ciała na poziomie największej skuteczności reakcji chemicznych) . Współczynnik proporcjonalności w zależy od rodzaju materii z której zbudowany jest system. Zapiszemy to wzorem:
Po= w·c
Wzrost mocy jałowej wydawanej na potrzeby własne systemu prowadzi w końcu do stanu w którym cała moc dyspozycyjna zużywana jest na potrzeby własne i system traci możliwości oddziaływania na otoczenie i umiera ze starości. M. Mazur podał dwie możliwości sterowania rozbudową masy systemu autonomicznego: rozbudowa równomierna zrównoważona, kiedy przyrost masy wyrównuje ubytki w mocy dyspozycyjnej i rozbudowa niezrównoważona, kiedy przyrost masy przewyższa ubytki. Za najskuteczniejszy sposób sterowania się uznał taki sposób rozbudowy, że w początkowym okresie ( w dzieciństwie) system szybko rozbudowuje swoją masę a potem rozbudowa jest wstrzymana- wtedy maksimum mocy dyspozycyjnej jest wyższe niż w przypadku rozbudowy zrównoważonej.
Jednak eksperymenty przeprowadzone przez zespół R. Tadeusiewicza[sup:1hrwjzlv]9[/sup:1hrwjzlv]z modelami komputerowymi wykazały, że modelowane systemy nigdy nie korzystały z możliwości ograniczenia rozbudowy (tak jakby były za młode i jako egzodynamiczne nie myślały o starości). Stąd wniosek, że powstrzymanie rozbudowy może mieć związek z otoczeniem sytemu a właściwie z przestrzenią w której system autonomiczny się rozwija. Z braku przestrzeni systemy powstrzymują swoja rozbudowę. A więc to nie homeostat powstrzymuje rozbudowę systemu- zresztą według schematu homeostat nie ma takich możliwości: spadek zasilania powoduje wzrost aktywności korelatora ale nie oznacza to zwiększania masy systemu. Tu pojawia się problem, które części ciała należą do systemu autonomicznego, a które należą do otoczenia, zawłaszczonego przez system autonomiczny. Do systemu autonomicznego należą te części ciała, które wykonują wyznaczone funkcje, a te które funkcji nie wykonują nie należą doń (np. zawartość przewodu pokarmowego). Również kości nie należą do s. a. stanowiąc rusztowanie i ochronę wrażliwych organów, w tym kości czaszki. I tu mamy odpowiedź- kostnienie czaszki oznacza zamknięcie możliwości rozwoju systemu autonomicznego- gatunki które ograniczają rozwój osobniczy maja skostniała czaszkę: są to ssaki i ptaki ( i odwrotnie, te które mają skostniałą czaszkę ograniczają osobniczy rozwój masy ciała). Gatunki te maja również skłonności do zachowań społecznych. Podobne skłonności mają owady których larwy są wychowywane w zamkniętych przestrzeniach, np. mrówki i pszczoły.
Rozbudowa systemu daje także możliwości rozbudowy ilości tworzywa na usługi korelatora, gdyż ta sama substancja może wypełniać różne funkcje. Korelator powinien najpierw opanować sterowanie własnym systemem a potem podjąć próby opanowania otoczenia- tak rozwijają się tendencje[sup:1hrwjzlv]10[/sup:1hrwjzlv] źródłowe. I przechodzą na tendencje poznawcze, a potem zdobywcze, w końcu sprzymierzeńcze i wzajemne. Wiąże się to ze zwiększaniem poziomu charakteru systemu autonomicznego- coraz większa ilość elementów może być skorelowana a więc wzrasta inteligencja całego systemu.
3.2. Warunki informacyjne działania systemów autonomicznych
Warunki informacyjne to potrzeba umiejętności i możliwości prawidłowego reagowania na zmiany w środowisku (więc trzeba zbierać informacje) na podstawie zapamiętanych danych. Pamięć bierna to drogi przewodności korelacyjnej- część dróg przewodności jest wrodzona a część jest wypracowana. Zapamiętywanie wymaga utrwalania wzrostu przewodności- jest to melinizacja substancji białej w mózgu. Nie ma możliwości takiego ustawienia w przestrzeni elementów korelacyjnch, aby odległości pomiędzy nimi były jednakowe, dlatego tworzą się od czterech komórek warunki do powstawania dróg wyróżnionych ze względu na bliskość elementów gromadzących potencjały korelacyjne (powstają talenty, preferencyjność), wyróżnienie dróg skojarzonych ze względu na większą powtarzalność ( wiadomości o powtarzających się sytuacjach) lub na skojarzenia potencjałów korelacyjnych. Są to tendencje źródłowe, wynikające z samych właściwości organizmu i nie zależą od sytuacji. Tendencje poznawcze są niezbędne dla odróżnienia sytuacji sprzyjających od nie sprzyjających. Wzrost masy daje możliwość wzrostu ilości punktów koncentracji potencjałów i wzrosty możliwości tworzenia nowych dróg przewodności. Wzrasta wtedy poziom charakteru i są możliwe przejawy tzw. uczuć wyższych. Można wydedukować że sprawa ograniczania rozbudowy jest sprawą ewolucji. Badania R. Tadeusiewicza[sup:1hrwjzlv]11[/sup:1hrwjzlv] wykazały, że większe szanse na przetrwanie mają organizmy mające wbudowane informacje dziedziczne , dużą impulsywność w pierwszej fazie istnienia, działające w środowisku zdeterminowanym w którym można się sterować na strumień energii i mające w dyspozycji pewną ilość mocy niezależną od otoczenia( opieka nad potomstwem). Tak sterujemy się my, ssaki naczelne.
3.3. Przekształcanie struktury i przesunięcie potencjałów
A jak to robią „inni”- inne systemy autonomiczne? Można zastosować przekształcanie struktury i przesunięcie materii skupiającej potencjały energetyczne: (to brzmi trochę jak opis demona Maxwella, ale odbywa się naprawdę i to w ostatnim możliwym momencie- tak działają owady w fazie przepoczwarzania się tworzenia stadium „imago’ z larwy). Motyle działają tak: po zgromadzeniu dużej ilości masy w stadium gąsienicy – przepoczwarzają się.
Z pracy A. Lecha[sup:1hrwjzlv]12[/sup:1hrwjzlv]wynika, że motyle strzygonia chojnówki przepoczwarzają się w ósmym tygodniu egzystencji, w ostatnim możliwym momencie. Zespół A. Lecha dokonywał pomiarów masy gąsienic i obserwował możliwości lotu motyla. Wyniki przedstawiono w tabelkach jak niżej, przy czym współczynniki: „a”- jakość tworzywa, „n”- współczynnik mocy jednostkowej „w’- współczynnik mocy jałowej podano iteracjnie aby zobrazować zmiany w mocy fizjologicznej i dyspozycyjnej tego organizmu.
Tabela 1. Bilans mocy fizjologicznej gąsienicy strzygoni chojnówki w poszczególnych tygodniach życia, Źródło- A. Lech, „Regulacja liczebności strzygoni chojnówki”, Notatnik naukowy Instytutu badawczego Leśnictwa nr 2/1991 str4.13
Przepoczwarzanie następuje w momencie, kiedy moc dyspozycyjna się wyczerpuje i chociaż według kalendarza jest to czerwiec i najlepszy okres dla rozwoju organizmów, to egzystencja gąsienicy byłby niemożliwa, gdyż nie miałaby siły się pożywiać…
Proces przepoczwarzania polega na przekształceniu zużytego tworzywa z organizmu gąsienicy na chitynowy szkielet nowego organizmu- motyla. Przy odrzucaniu starego tworzywa odrzuca się też stare drogi przewodności mocy korelacyjnej i punkty koncentracji, motyle niczego nie pamiętają z życia gąsienicy. Przekształcanie struktury daje możliwość „drukowania” tendencji źródłowych: nowy rozkład materii korelacyjnej daje możliwość wytwarzania nowych talentów i nowych preferencji- instynkty motyli są inne i nie podobne do instynktów gąsienic.
Tabela poniżej podaje jak zmienia się moc sytemu „motyl”
Tabela 2. Bilans mocy pojedynczego motyla strzygonia chojnówki. Źródło- A.Lech, j.w. str.5
Najwyższe wartości mocy dyspozycyjnej występują w pierwszych tygodniach życia i wtedy motyle dokonują aktów prokreacji. Po złożeniu jaj lot motyli staje się chybotliwy a w 6. tygodniu motyle zamierają wczepione w igliwie. Najciekawszy wynik tych obserwacji to fakt, że moc dyspozycyjna w pierwszym tygodniu- wynik P= 0,36 jest większy niż wyniki gąsienicy w jej ostatnich tygodniach egzystencji kiedy P=0,315
Czyżbyśmy mieli do czynienie z rodzajem „demona Maxwella?
Być może rozdzielanie masy systemu „poczwarka” przebiega tak, że moc systemu „motyl” skoncentrowana jest w nieco innym tworzywie niż w systemie „gąsienica”. Brak dostępnych dla nas danych na ten temat uniemożliwia wypowiadanie się, chociaż perspektywy badań są kuszące- odzyskanie młodości.
3.4. Odrzucanie zużytego tworzywa
Przeanalizujemy jeszcze inny sposób na zachowanie koncentracji mocy- ten sposób stosują drzewa[sup:1hrwjzlv]14[/sup:1hrwjzlv]:
Odrzucają one zużyte części tworząc z nich pień i korę, zrzucają zużyte licie i igły i produkują nowe. Tak działają drzewa odrzucając zużyte komórki łyka w pień i w korę.
Taki typ utrzymywania wysokiej koncentracji mocy mają także niektóre organizacje społeczne- np. armia poborowa co roku odsyła rezerwistów i przyjmuje rekrutów , a w ten sposób zawsze jest gotowa do pokazowych działań jak skupisko egzostatyków. Dlatego drzewa nie pamiętają wydarzeń z lat poprzednich, chociaż są doskonale przystosowane do środowiska (ale nie tolerancyjne i niepodatne).
A. Lech określił ten typ działania następująco:
Do rozstrzygnięcia przez fizjologów pozostała sprawa czy rozbudowa drzew równoważy stratę potencjałów, czy jest to sytuacja statyzmu czy też nie, a jeśli nierównoważy, to czy jest to nadmiar masy czy niedobór? Na podstawie badań bilansu energetycznego prowadzonych w SGGW-AR w Warszawie pod kierunkiem prof.Włodzimierza Żelawskiego, można było ustalić, że ilość masy, jaką wytwarza sosna pospolita, z wielkim nadmiarem przewyższa straty energii wynikające ze zmniejszenia się różnic potencjałów – egzodynamizm. Istotny ten wniosek, że kierunek przemian energetycznych zachodzących w naszej sośnie zawiera się w sytuacji egzodynamicznej, obfituje w interesujące dla przyrodników konsekwencje. Sosna, a sądzić można, że drzewa w ogóle, jest systemem przetwarzającym ilości energii wielokrotnie większe niż inne niezielone organizmy. Zanikanie różnic potencjałów zachodzi w stopniu bardzo nieznacznym, kilkadziesiąt razy wolniej niż u człowieka. To dlatego drzewa żyją tak długo. Najstarsze okazy drzew na Ziemi liczą sobie po parę tysięcy
lat[sup:1hrwjzlv]15[/sup:1hrwjzlv] Przetwarzanie wielkich ilości energii w organizmie sosny byłoby dla nie niebezpieczne, gdyby nie umiejętność pozbywania się tych nadmiarów, gdyby nie funkcjonowanie homeostatu. Dzięki ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu z akumulatorem i korelatorem homeostat pełni te dwie z pozoru sprzeczne ze sobą funkcje zapobiegania zmniejszaniu się ilości energii i uwalniania z nadmiarów.
Z oddanych przez drzewa nadmiarów energii korzystają inne organizmy. I to przy każdym oddechu! Chodzi tu bowiem właśnie o tlen, którego produkcja przez rośliny zielone możliwa jest w obecności dużych energii. A że drzewa mają jej za dużo, jak na własne potrzeby, chętnie i hojnie ją rozpraszają. Podobnie jak człowiek w dzieciństwie. Drzewa jednak rosną całe swoje życie i przez cały czas znajdują się w korzystnej dla nas sytuacji egzodynamizmu. Są natomiast mało odporne. Zmuszanie ich np. do rośniecie w warunkach zanieczyszczonego środowiska kończy się ich śmiercią. Mając wyliczone energetyczne parametry charakteru dla drzew nikt nie mógłby postawić absolutnie fantastycznej hipotezy o wyhodowaniu drzew odpornych na zanieczyszczenie. Taką myśl cybernetyk może i powinien wpierw zweryfikować, zanim ktoś zadecyduje, aby wydać pieniądze na próbne eksperymenty prowadzone metodą prób i błędów, w skali kraju czy kontynentu.
Adam Lech określił charakter sosny jako bardzo wąski: tolerancja i podatność razem wynoszą 0,20 co oznacza że tylko 20% zmiana warunków środowiska jest tolerowana, dlatego zmiany w środowisku są zabójcze dla lasu. Lasy rosną na odpowiednich dla siebie obszarach i np. zalesianie stepów skazane jest na niepowodzenie. Również pokładanie nadziei we współpracę pomiędzy poszczególnymi drzewami jest nieuzasadnione- tak silny egzodynamizm uniemożliwia współpracę pomiędzy osobnikami. To, że z układu słojów drewna my możemy wyciągać daleko idące wnioski nie oznacza, ze drzewa też mają taką możliwość- brak jest dróg przewodności korelacyjnej pomiędzy „starym” a nowym tworzywem.
4. Wnioski
Wyniki podanych badań wskazują na to ,że takie organizmy jak owady i drzewa mają sposób na życie zupełnie odmienny od sposobów podanych przez M. Mazura. Mechanizm taki nie mógł powstać w wyniku ewolucji albo jest, albo go nie ma, drogi przejściowe są niemożliwe do skonstruowania. Naszym zdaniem podane ustalenia są silnym dowodem na kreacjonizm. Ponadto wskazują na potrzebę dalszych badań nad procesami dotąd słabo zbadanymi, jak np. proces przepoczwarzania się motyli.
Maciej Węgrzyn.
Subskrybuj:
Komentarze do posta (Atom)
Jest to moje zdanie – mogę się mylić. I tak nie pozostało nam nic innego, jak poczekać na to wydarzenie.
Praktyka światowego spisku W dniu zaprzysiężenia Donalda Trumpa na prezydenta USA, w poniedziałek 20 stycznia, rozpoczyna się w Davos corocz...
-
Merdanie ogonem u psa jest dla większości ludzi czytelne. Świadczy o ekscytacji i pozytywnym nastawieniu zwierzęcia. A jeśli kot macha ogo...
-
Polskie drewno opałowe ogrzeje Niemców. Co zostanie dla Polaków? Ilość drewna byłaby w Polsce wystarczająca, gdyby nie było ono sprzedawan...
-
Pytanie: Panie ministrze, dziękuję za udzielenie wywiadu. Czy uważa Pan, że Stany Zjednoczone i Rosja są obecnie w stanie wojny? Siergiej Ła...
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz