- Общая физическая идея
Вселенная может рассматриваться как совокупность открытых неравновесных систем, через которые непрерывно проходят потоки энергии, вещества и информации. Эти системы существуют внутри различных ландшафтов потенциала: гравитационного, химического, электрического или информационного.
В каждой точке пространства можно ввести:
L(x) — поле потенциала (ландшафт),
J(x,t) — вектор потока,
K(x,t) — эффективную проводимость среды.
В первом приближении поток определяется градиентом ландшафта:
J = -K * grad L
То есть поток направлен из областей высокого потенциала в области низкого потенциала, а его интенсивность зависит от структуры среды.
Можно ввести величину
P = ∫ J · grad L dV
которая характеризует обобщённую мощность потока — степень переработки перепада потенциала системой.
- Принцип самоорганизации
Гипотеза закона потока и ландшафта:
в открытых неравновесных системах структура среды (проводимость K), её границы и внутренние каналы со временем эволюционируют так, чтобы увеличивать или поддерживать высокий уровень обобщённой мощности потока P при существующих ограничениях.
Иными словами, система перестраивает свою структуру так, чтобы эффективнее проводить через себя потоки энергии, вещества и информации.
- Структурная интерпретация
Этот принцип можно выразить через пять элементов структуры:
Ландшафт — пространство возможных состояний системы.
Границы — области резкого изменения параметров среды.
Потоки — направленное движение энергии, вещества или информации.
Каналы — устойчивые траектории потоков.
Узлы — локальные центры концентрации потоков и организации.
Динамика системы образует замкнутый цикл:
ландшафт создаёт перепады
→ перепады запускают потоки
→ потоки формируют каналы
→ каналы концентрируют потоки в узлах
→ узлы изменяют ландшафт и создают новые границы
→ возникает следующий уровень структуры.
- Эволюционная картина Вселенной
На космических масштабах этот механизм проявляется как последовательность уровней организации:
ранняя плазма и радиационные потоки
↓
частицы и атомы
↓
звёзды и галактики
↓
планетные системы и геохимические циклы
↓
биосфера
↓
когнитивные системы
↓
технологические и информационные сети
Каждый новый уровень возникает на основе предыдущего и создаёт более сложные каналы потоков.
- Ось сложности
Сложность системы можно приблизительно связать с её способностью:
принимать поток энергии извне,
перерабатывать его через устойчивые каналы,
и формировать новые уровни организации.
Если измерять поток энергии на единицу массы, возникает последовательность:
звёзды → планетные системы → биосфера → организмы → мозг → технологические сети.
На каждом уровне плотность переработки энергии и информации возрастает на порядки.
- Интерпретация
С этой точки зрения:
жизнь, разум и технологические системы можно рассматривать как естественные стадии усиления потоков и усложнения ландшафтов в открытых системах.
Эволюция Вселенной тогда выглядит как последовательное формирование всё более сложных структур, которые способны проводить и преобразовывать потоки энергии и информации всё более эффективно.