Системы и структуры. Примеры систем и структур.

Введем представление о структуре, как множестве элементов с определенным отношением связи между ними. В качестве эле­ментов структуры в природе могут выступать элементарные час­тицы, атомы, молекулы, клетки, объединяемые одним или не­сколькими типами взаимодействия. В обществе структуры соци­альные, экономические, политические строятся по тому же принципу, если учесть, что существуют и нефизические типы взаимодействий.

Если структура имеет набор возможных состояний, то управление переходами между ними позволяет кодировать информацию в той или иной форме. Тогда говорят, что на структуре производится " запись" информации. Если же на множестве элементов в принципе невозможно записать никакой информации, то такое состояние множества будем считать " бесструктурным".

Системы

Часто употребляемое феноменологическое понятие Системы отличается от понятия Структуры тем, что множество элементов в системе определяется заданным отношением между ними и эти отношения не обязательно имеют характер связи, взаимодействия. Элементы могут быть и физически независимыми. Отношения в системе определяют иерархическую подчиненность элементов, выделяя главное, основное и не основное. Системные отношения выстраивают структурные уровни по их важности, называемые таксонами, что особенно характерно для социальных, экономических систем и группировок в животном мире. Не всякая система имеет четко выраженную структуру, но любая структура является системным понятием, часто являясь элементом системы.

Очевидно, что для системы существенным фактором является не как элемент соотносится с другим элементом, а какое место занимает элемент в системе, важна не совокупность элементов, а их " целокупность".

Рост структур

Под рождением структуры будем понимать возникновение связей между ее элементами при выходе из бесструктурного состояния. Гибель структуры, это, соответственно, обратный процесс перехода элементов структуры в бесструктурное состояние хаоса.

Структура изменяется, если меняются характеристики параметров связи либо без их перестройки, либо при сохранении основной части параметров.

Наконец, превращение структуры определяется изменением отношений связи между элементами. Происходит перестройка структуры (фазовый переход).

Увеличение количества элементов в системе с сохранением основных типов взаимодействия между ними характеризует процесс роста.

Приведем несколько примеров роста структур из различных областей естествознания.

1. Рост клеток - биология

2. Рост кристаллов - кристаллография

3. Рост фракталов и Анимация фракталов, 3-D аттракторов.

4. Математическое описание процессов роста

Пример из теории графов в математике. Этот пример каса­ется математической структуры, построенной, в частности, по порядку расположения ветвей у дерева. Она так и называется «дерево графа» и находит применение в естественных науках, экономике, экологии для описания ветвящихся процессов. С помощью графа (множества точек-вершин с лучами-отрезками, выходящими из этих вершин) можно моделировать структуры, мозаики, эволюционные процессы, являющиеся результатом решения соответствующих уравнений в естествознании. Простейшим примером дерева графа является обычный график турнира спортсменов, проводимого по олимпийской системе.

В биологии под процессом роста часто подразумевают увеличение числа клеток организма, помещенных в питательную среду.