До сих пор все имеющиеся в распоряжении науки факты свидетельствуют о системной организации материи.
Системность неорганической природы
Согласно современным физическим представлениям, неорганическая природа в общем виде делится на две системы - поле и вещество. Материальная сущность физического поля в настоящее время еще четко не определена, но что бы из себя не представляло поле, общепризнанно, что оно проявляется в различных сосуществующих, взаимодействующих и взаимопроникающих видах. Физическое поле, как обобщающее понятие, включает в себя физический “вакуум”, электронно-позитронное, мезонное, ядерное, электромагнитное, гравитационное и другие поля. Иначе говоря, представляет собой систему конкретных материальных полей.
Каждое конкретное поле в свою очередь тоже системно. Но сейчас нельзя с уверенностью сказать о том, что является элементом конкретного поля. Очевидно, каждое конкретное поле имеет свои определенные уровни, иначе говоря, оно как система развивается, например, от “вакуума” до четко выраженного квантового состояния. Сам же квант поля представляет собой элементарную частицу. Поэтому квант вряд ли может быть элементом конкретного поля. Скорее всего такими элементами являются узловые “точки” структуры элементарных частиц [3]. Существуют ясные экспериментальные доказательства существования такой структуры и масса различных способов ее изучения [7]. Но что представляет собой структура элементарной частицы, а тем более ее узловые “точки”, остается пока неясным.
Если допустить мысль о частице как высшей форме развития материи поля, то естественно предположить существование определенных “кирпичиков" которые образуют такую частицу, и являются тем, из чего состоит физическое поле вообще, т.е. элементами системы физического поля. Их взаимодействие (полевая форма движения) и приводит к образованию элементарной частицы того или иного типа.
Такая идея о сложности элементарных частиц, о том, что каждая из них это система, состоящая из различного количества разнообразно взаимодействующих и по разному пространственно расположенных элементарных частиц, но тождественных по своей сущности “кирпичиков" материи, позволяет объяснить взаимопревращаемость частиц и открывает путь к проникновению вглубь материи. Элементарная частица - это не только квант поля, но и то, что может лежать в основе качественно иной системы - вещества.
Вещество - чрезвычайно сложная, глубоко дифференцированная многоуровневая система. Если элементарная частица выступает и как элемент качественно иной, вещественной системы, то две и более взаимодействующие элементарные частицы представляют собой систему, которая может быть названа частичкой вещества [3].
Так, взаимодействие протона и электрона образует простейший атом легкого водорода, внутренне динамическую систему, элементы которой подчинены целому ряду параметров, и вследствие этого отличающиеся от свободных частиц. Атом как система развивается усложняясь по составу и структуре вплоть до такого состояния, когда начинается самопроизвольный распад атомного ядра.
Взаимодействующие атомы образуют различные системы: молекулы, макромолекулы, ионы радикалы, кристаллы.
Молекула представляет собой материальную систему, состоящую из определенным образом расположенных в пространстве и взаимосвязанных атомов одного или нескольких химических элементов. Связь атомов в молекуле прочнее связи атомов со средой, что обеспечивает целостность системы. Молекула является качественно новым материальным образованием по отношению к составляющим ее атомам. Молекулы могут быть простыми и сложными, содержащими один, два и тысячи атомов. Гигантские группы атомов образуют макромолекулы, качественно отличающиеся от других молекул. [5]
Однако не все вещества состоят из систем типа молекул. Ряд химических соединений, например хлорид натрия (поваренная соль), не имеют молекул в обычном понимании этого слова, и являются открытыми системами в которых ионы относительно независимы друг от друга. Такой тип вещественной системы называют кристаллом. Ионами называют как отдельные заряженные атомы, так и группы химически связанных атомов с избытком или недостатком электронов. Группа атомов, переходящая без изменения из одного химического соединения в другое, определяется как радикал. Все эти группы являются системами.
Взаимодействие атомов одного типа образует химический элемент. Из химических элементов слагаются минералы, из минералов - породы, из пород - геологические формации, из геологических формаций - ряды формаций - геосферы, из геосфер - планета Земля [8]. Каждая система, слагающая Землю, в свою очередь сложена по своей структуре. Так, например, атмосфера представляет собой систему, состоящую из пяти подсистем: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.
Земля, как планета, выступает наряду с другими планетами элементом Солнечной системы. В свою очередь, Солнечная система входит в такую грандиозную космическую систему как Галактика. Взаимодействующие галактики образуют системы галактик, входящие в Метагалактику и т.д. При этом на каждом уровне развития неживой природы, наряду с общими, имеются и свои системообразующие факторы, свои особые связи и взаимодействия. Вместе с тем, принцип организации множества в единство остается одним и тем же. Не меняется он и при переходе к системам живой природы [3].
Как и все в природе, живые организмы состоят из молекул и атомов, но где граница между живым и неживым? Существует предел, после которого теряют силу имеющиеся системообразующие факторы и неживое переходит в разряд живого. Так, например, молекула состоящая из 5000000 атомов представляет собой вирус табачной мозаики - самое малое известное живое образование, способное к самостоятельному существованию [3].
В целом вопрос о системности живой природы не вызывает сомнений. Более того, именно изучение живых материальных образований в значительной мере способствовало формированию системных представлений о мире.
Основными системами живого, образующими различные уровни организации, в настоящее время признаются:
1) вирусы - системы, состоящие в основном из двух взаимодействующих компонентов: молекул нуклеиновой кислоты и молекул белка;
2) клетки - системы, состоящие из ядра, цитоплазмы и оболочки; каждая из этих подсистем, в свою очередь, состоит из особенных элементов;
3) многоклеточные системы (организмы, популяции одноклеточных);
4) виды, популяции - системы организмов одного типа;
5) биоценозы - системы, объединяющие организмы различных видов;
6) биогеоценоз - система, объединяющая организмы поверхности Земли;
7) биосфера - система живой материи на Земле.
Система каждого уровня отличается от других уровней и по структуре, и по степени организации (биологическая классификация). Но взаимодействие элементов системы не обязательно предполагает жесткую, постоянную связь. Эта связь может носить временный, случайный, генетический, целевой характер [3].
В целом живая природа, также как и неживая, представляет собой систему систем, причем она дает удивительные примеры разнообразия систем, которые нередко оказываются объединением элементов различных уровней. Например, ландшафт как система включает в себя:
1) абиотические геосистемы (земная кора с рельефами, атмосфера, гидросфера и криосфера);
2) геосистемы почвенной сферы;
3) биотические геосистемы, образующие биосферу;
4) социально-экономические геосистемы, возникшие в результате общественно-исторической деятельности человека. Все эти системы связаны между собой и воздействуют друг на друга, образуя единую саморегулирующуюся систему. Изменение любой составной части ландшафта ведет, в конечном счете, к изменению его в целом. Вместе с тем, каждая система живой природы, являясь ее элементом и определяясь ею, в то же время имеет достаточную самостоятельность саморазвития, чтобы выйти на другой уровень организации материи [3].
Конечно, при этом не стоит забывать о том, что все это не более, чем наши научные представления об окружающем мире. Но человек при осуществлении деятельности по формированию системы этих представлений в процессе своей научной деятельности - в науке, а также системы приемов и средств, используемых им в преобразовании окружающего мира - в технике, а к таковым можно отнести и создание нового образца техники, вынужден от несвязанных действий в познании и преобразовании окружающего мира перейти к использованию системности. Точнее, к систематизации информации о том, что есть, учету системности изучаемого, преобразуемого или создаваемого объекта, в т. ч. объекта и как некоторой совокупности знаний, информации, системности его взаимодействия с окружающей средой и системности учета последствий результатов научной и технической деятельности.
При этом, как можно видеть из истории и характера достижений науки и техники, наиболее показательные из которых приведены в двух последующих главах, и системный подход не приводит к однозначному для всех исследователей и инженеров подходу к решению одной и той же научной или технической проблемы. Очень многое зависит от "весомости" одних и тех же факторов для разных ученых или инженеров, а она часто в основном определяется соображениями, далеко выходящими за границы чисто научного или инженерного подхода, и даже общепринятой человеческой этики, Примером может служить ситуация с соглашением по ограничению выбросов в атмосферу, ведущих к увеличению озоновых дыр, что может привести к серьезным проблемам для всего человечества. Страна, объявляющая себя оплотом гуманного отношения к человеку США, до сих пор не желает присоединиться к этому соглашению, так называемому Киотскому протоколу.