Megjelent: Harmadik Szem 1996 január, #54

Tudományos rovat

A Természet végső titkai – 4. rész

Az önfenntartó rendszerek tulajdonságai

Bornemisza István “A Természet végső titkai” könyvében megmutatja, hogy a Természet összes változásai egy jelenség szempontjából visszatérő változásokra és belső szerkezeti átalakulásokkal járó változásokra oszthatók fel. A visszatérő változások, ezek az emlékezeti felidézéshez hasonlítható folyamatok, egyetemesen jelen vannak az egész Világegyetemben, annak minden szintjén, és minél átfogóbb természeti rendszert (atom, molekula, kristály, sejt, élő szervezet, égitestek, Világegyetem) vizsgálunk, ezek a visszatérő változások annál inkább jellemzőek lesznek rendszerünkre. Vannak instabil rendszerek, amelyek környezeti hatásokra viszonylag hamar szétesnek, és vannak rendszerek, amelyek képesek önmagukat fenntartani a környezeti változásokkal szemben. Ezek az önfenntartó rendszerek. Bornemisza megmutatja könyvében, hogy az önfenntartó rendszerek visszacsatolás révén képesek csak magukat stabilizálni. A visszacsatolás nem egy elvont, nehezen érthető fogalom. Például egy kocsi állandó sebességen tartásához szükséges, hogy szemünket a sebességmérőre vessük, és ezzel a gázpedál – motor – sebességmérő – vezető – gázpedál kör bezárul, vezérlő kört alkotva, és ez a vezérlő kör az esetleges eltéréseket megfigyelve képes ezeket korrigálni, általunk visszahatni a sebesség szabályozására, stabilizálására. Hasonló, általános vezérlő elv van jelen a termosztátokban, amelyek túlmelegedés vagy túlhűlés esetén kapcsolnak be és viszik vissza a rendszert az előírt hőmérsékleti tartományba, az élőlények didergésének melegítő hatásában, a Nap proton-proton ciklusában stb. Az autót mi vezetjük, a termosztátot az ember tervezte és építette, de az élőlények, a Nap természeti önfenntartó rendszerek, saját belső vezérlési képességgel.

Az önfenntartó rendszerek térben korlátozott, időben többnyire változó teret foglalnak el, melynek határai általában nyitottak anyag- és energiacserére. Szélsőséges esetben, ha nincs anyag-és energiaforgalom, zárt rendszerrel van dolgunk, melyeket a fizika hagyományos ágai vizsgálnak (nyitott rendszerekkel a nemegyensúlyi termodinamika foglalkozik például). De az önfenntartó rendszerek határai nem egyszerűen csak változók, mint a lüktető szappanbuboréké, hanem emellett határozottan szervezett állapotot foglalnak magukba. Minden önfenntartó rendszer határai átjárhatók, nem zárva ki semmit: tulajdonképpen csak fiktív természetűek, és csak arra valók, hogy a szerveződés egy különleges egyedi állapotát magukba foglalják. És attól önfenntartó rendszerek, hogy ezt a szerveződési állapotot fenn képesek tartani. De milyennek kell lennie ehhez a belső szervezettségi állapotnak? Bármifélének, amely képes önmagát fenntartani. A belső szervezettségi állapot leglényegesebb jellemzője tehát az önfenntartási hajlam.

Most már megadható az önfenntartó rendszerek egzakt definíciója: az önfenntartó rendszerek mindazokat a struktúrákat jelentik, melyek a visszatérő változásokat, azaz a körkörös okság elvét magukban hordozzák. A visszatérő változások semmieesetre sem csupán esetleges kísérőjelenségei az önfenntartó rendszernek: ellenkezőleg, a visszatérő változások adják az önfenntartó rendszer sajátos tulajdonságait. A visszatérő változások határozzák meg az önfenntartó rendszer határait, és képviselik a rendszer teljes erőterét, a visszatérő változások jelentik az önfenntartó rendszer lényegi folyamatait.

Megszokott szemléletünk a rendszerek felszínesebb tulajdonságai alapján rendszerez. Így például az alma legfőbb jellemzőjének anyagi és alaki állandóságát tartjuk. Efféle állítások adott esetekben elégségesek lehetnek az adott objektum meghatározásához, felismeréséhez, máskor viszont tarthatatlanok. Egy folyó például nem mutat anyagi állandóságot, anyaga folyamatosan cserélődik, akár a lángé vagy az állatoké. Továbbá, a láng, akár a méhraj vagy szúnyograj, folyamatosan változtatja alakját is, az elektromágneses térnek pedig nemigen van anyaga, se alakja. A jelenségek örök változékonyságában az egyedüli biztos pólus a visszatérő változások rendszeressége. Ők azok, amelyek felruházzák a rendszert integritással, egységességgel, és melyek magát a rendszer létét adják. A Természet mindenfajta szemléletében, még ha nem is tudatosul, a visszatérő változások adják az egyedüli szilárd fogódzkodót.

A Természet tehát kiad provinciákat, farmokat, térben korlátozott, időben változó méretben, melyen belül az összes lezajló változás két osztályba sorolható: visszatérő változások és szerkezeti átalakulások, az előbbi a konzervatív, megtartó, az utóbbi a dinamikus természetű. Ezek a provinciák, mindennel együtt, amit tartalmaznak, önfenntartó rendszereket jelentenek, így többek között a tárgyak, a struktúrák, a formák, végtagok, szervek, szervezetek, személyek, államok, atomok, csillagok. Az önfenntartó rendszerek maguk is olyan elemekből állnak, amelyek természetük szerint önfenntartó rendszerek, és így egy egyetemes hierarchikus rendszert alkotnak, melyek különböző szintjeit különböző rendű önfenntartó rendszerek alkotják.

Tekintsük végig most, az önfenntartó rendszereket kutatva, rájuk példákat keresve, mivel is foglalkoznak a természettudományok! A csillagászat csillagokkal, a geofizika a Földdel, a kémia molekulákkal, a fizika atomokkal, a biológia élőlényekkel, a közgazdaságtan kereskedelemmel, a szociológia közösségekkel, a technológia gépekkel, eszközökkel, stb. Minden tudomány az önfenntartó rendszereket vizsgálja! És emiatt az önfenntartó rendszerek vizsgálata a világ legalapvetőbb elveit kutatja.

A Világegyetem tehát nem áll egyébből, mint egymásbaskatulyázott önfenntartó rendszerekből, és semmi sem létezik, ami ne lenne része egy önfenntartó rendszernek vagy ne tevődne össze önfenntartó rendszerekből! Dan Propper “Az utolsó óra története” című költeményében (Üvöltés. Vallomások a beat nemzedékről. Európa zsebkönyvek, Budapest, 1982, 283. old.) hasonlóképp nyilatkozott meg:

“Az utolsó óra 34. percében újra felfedezték a Fordított Bezárhatóság Törvényét; gyufaskatulyába zárták a világmindenséget, két bolhát állítva fegyőrnek” – azzal a különbséggel, hogy Bornemisza csupa önfenntartó rendszerrel népesíti be a Világegyetemet, de a kezdet kezdetétől fogva, olyan tudományos képet alkot a világról, amelyben az egész Világegyetem egy rajzó méhkas, egymásban rajzó méhrajok szüntelen termékenységi táncával, dongásával, zúgásával, búgásával, őrjítő döngésével, döngicsélésével, a pincétől a padlásig, az atomoktól a csillagokig. Ez az egyetemes elv, az önfenntartó rendszerek egyetemességének elve kapcsolatot létesít a fizika és a biológia között éppúgy, mint a csillagászat és a szociológia között. A visszatérő változások, a szerkezeti átalakulások, az önfenntartó rendszerek szempontjából tekintve nincs alapvető különbség a fizika és a biológia között.

Objektív és szubjektív nézőpontok

A visszatérő változás és a szerkezeti átalakulás mindig csak az adott jelenség, rendszer számára az, tehát csak relatív értékű, csak az adott vonatkoztatási rendszerben érvényes, amelyet az önfenntartó rendszer képvisel, és amelyben őt mint “alanyt” , “szubjektumot” szembesíthetjük környezetével mint “objektummal”, külvilággal. A visszatérő változások és a szerkezeti átalakulások leggyakrabban csak szeletei egy komplex eseménynek. A visszatérő változás visszaállítja az önfenntartó rendszer kezdeti állapotát. A komplex eseménynek csak az ezt a feladatot szolgáló része tekinthető visszatérő változásnak. Egy másik önfenntartó rendszer szemoántjából más tényleges folyamat minősül visszatérő változásnak. Így előfordulhat, hogy egy részfolyamat, amely egy adott rendszer számára visszatérő változást jelent, egy másik rendszer számára egy szerkezeti átalakulás részfolyamatát jelenti. Egy adott önfenntartó rendszer vizsgálatánál először az “alany” -hoz tartozó jelenségeket vesszük számításba, eltekintve olyan messzebbható okoktól és következményektől, melyek bár esetleg energetikailag hozzájuk tartoznak, a rendszeren kívül mennek végbe. Így például egy bacillus életét vizsgálva eleinte eltekinthetünk egy járvány kitörésének lehetőségétől, mivel ez nem közvetlenül hat a bacillus visszatérő változásaira és szerkezeti átalakulására. A légzésben elhasznált oxigén regenerálódását már nem tekintjük a légzési folyamat részének, bár ennek elengedhetetlen feltétele. Az igazi tudás legfőbb akadálya, hogy a “megfigyelő” nem akarja elfogadni a “megfigyelt” rendszer nézőpontját még egy rövid időre sem, hogy nem képes igazi átélésre. Egy ilyen folyamat igazi jelentősége abban áll, hogy az események és az erők megnyilvánulásai (hasonlattal élve, a motívumok és a tettek), szubjektív természetűek, hogy az objektív merőben a szubjektívból ered, és hogy a természeti jelenségek vizsgálatában a szubjektív szempontnak kell ezért előnyszabályt, elsődlegességet kapnia minden egyéb szempont között, ha válaszolni akarunk a kérdésre, hogy megtörténik-e valami, és hogy mi fog bekövetkezni.

Itt fölmerül a kérdés, hogy vajon a szerkezeti átalakulások az “alany” megfelelő megválasztása esetén tekinthetők-e végül is visszatérő változások részeinek. Bornemisza válasza erre határozott nem, kétszeres okból. Először is, minden folyamat, amelyben molekulák vesznek részt, az entrópia növekedését jelenti, azaz a Kozmosz olyan visszafordíthatatlan változását, amelynek valahol mint eredeti szerkezeti átalakulás kell fellépnie. Másrészt, az élőlények, a csillagok, az atomok evolúciója képessé tesz bennünket a megfordíthatatlan változások felismerésére. Az evolúció nem körfolyamat, sem az élővilágban, sem az élet élettelen világból kifejlődésében, se a csillagok öregedésében. Az élő szervezetekben az öröklődési tulajdonságokban jelentkeznek az eredeti szerkezeti átalakulások, a mutációkban. Nem tudjuk elképzelni, írja Bornemisza, hogy az evolúció egyszer csak kapná magát és visszafejlődne. Hozzá kell tennem, hogy mindez persze összefügg a Világegyetem egészének sorsával, és az idő természetével. A visszatérés azonban általános fizikai törvényszerűség! Poincaré 1890-ben megfogalmazta (később Gibbs is erre a következtetésre jutott), hogy minden véges elemből álló rendszer változásai során vissza kell térjen kezdeti állapotába, és így az entrópia nem nőhet folyton, hanem vissza kell csökkennie kezdeti értékére (Grandpierre Attila: Fordított világok, Harmadik Szem, 1993 június). Az élő szervezetekben végbemenő szerveződési folyamatok negatív entrópiát termelnek, tehát bennünk bizonyos értelemben folyik ellentétes irányban is az idő, és így a pozitív és negatív biológiai idő a jelennek egy véges kiterjedést ad, azaz tudatunk képes lesz kitekinteni a pillanatból a jelen átfogóbb tartományaiig, a tudati múltat is magába ölelve, egy véges, kiterjedt alapot adni a pillanat piramis-csúcsa alá. Annál nagyobb szabadságot nyer a tudat, minél inkább képes látóhatárát kitágítani, és ez összefüggésben áll egyrészt a szervezet globális szerveződésével, a negatív entrópia termelésével, másrészt az egyes tudatszintek energiaigényével, entrópia-skálájával. Az entrópia növekedéséhez és csökkenéséhez, mozgásba hozásához mérés szükséges. A mérés elmélete azonban mindmáig nincs kidolgozva, de fejlődik, és a kvantummechanika megjelenése óta a mai fizika központi kérdésévé vált. Mi számít mérésnek? A mérőműszer mér, vagy a mérés a tudat nélkül elképzelhetetlen? Wigner Jenő szerint a részecskék kvantummechanikai hullámfüggvényét éppen az változtatja meg, hogy a benyomás tudatunkba hatol, módosítva a jövőben várható benyomások valószínűségeinek korábban megállapított értékét (Wigner Jenő: Szimmetriák és reflexiók. Válogatott tanulmányok. Gondolat, Budapest, 1972, 225. old.).

Az idő természetének megértése szintén távol áll a tisztázottól. Annyi biztosnak látszik, hogy az idő fogalma az oksági elvvel áll kapcsolatban, hiszen ha nincs idő, nem lehet megkülönböztetni okot és okozatot. A régi ember az időt másképp érzékelte. A hopi indiánok nyelvében nincsenek igeidők. Az okság elvének felismerése kellett az idő fogalmának felmerüléséhez. Az időt tehát az oksági elv szülte. Az entrópia változásának oka a mérés, és az érzékelés is egyes méréselméleti értelmezésekben mérésnek számít. Mindkettő mögött ott áll a tudat. De miféle tudat? Emberi, bioszférikus tudat (Grandpierre K. Endre nyomán), atomi tudat (ugyancsak G. K. E. kutatásai nyomán, lásd G. A.: A Természet végső titkai, Harmadik Szem, 1995 november)? És akármilyen szintű is legyen ez a tevékeny tudat, ha teremtő, akkor nemhogy a visszatérő változások, de egyenesen a megújító, célszerű változások állhatnak a célban!

Grandpierre Attila
10 896 betű + 1599 szó kb. 1500 szóköz = 12 396 betű kb. 6.9 oldal