Понятийный аппарат модели живых систем
Назовем весь внешний информационный поток по отношению к конкретному гомеостату состоянием внешней среды.
Информационные потоки, циркулирующие внутри гомеостата, назовем внутренней информационной средой.
Изменения внутренних информационных потоков, которые не приводят к изменению выходных параметров гомеостата, не являются значимыми изменениями внутреннего состояния гомеостата.
Динамическое состояние внутренней информационной среды состоит из двух моделей: информационной модели внутренней среды гомеостата и информационной модели внешней среды (см. рис. 6).
Элементарная модель гомеостата живой системы принципиально не отличается от общей модели представленной на рисунке 1. Однако, для подчеркивания некоторых важных для живых систем функциональных связей внутри гомеостата выделим на блок-схеме их специально. Диалектическое единство противоположностей гомеостатической модели в блок-схеме показано двумя симметричными цепями обработки информации, которые отражают взаимодействие внешней и внутренней сред по отношению к гомеостату.
Модель внутренней среды гомеостата формируется на одной из них и включает рабочий регулятор, информация к которому помимо регулятора -руководителя поступает также с выхода гомеостата.
Модель внешней среды формируется второй циклической сетью рабочего регулятора (второе симметричное плечо) гомеостата и представляет собой такой же информационный поток, который проходит через регулятор руководитель, но его мощность несколько выше, чем в симметричной сети, что на модели условно показано дополнительной связью из внешней среды помимо регулятора-руководителя, создавая как бы дополнительный сигнал, поступающий от входа рецептора.
Моделироваться такие дополнительные функциональные связи могут за счет коррекции коэффициентов входа и выхода на регуляторах Р1, Р2, Р3 и О (объекта).
Потоки информации в обеих цепях направлены навстречу друг другу, т.е. имеют разные знаки относительно нулевой точки и поэтому на выходе вычитаются. Остаток представляет собой информацию об изменившейся внешней или внутренней среде и управляет значением выходного параметра. Неравенство (неадекватность) информационной модели внутренней среды модели внешней среды есть "внутреннее противоречие гомеостата". Оно же по обратной связи регулирует состояние второго рабочего регулятора за счет использования "запаса противоречия" таким образом, чтобы информационный поток, представляющий модель внутренней среды, стал равен модели внешней среды (восстановление адекватности моделей).
Информационный поток в виде значений выходных параметров из гомеостата во вне называется отраженным информационным потоком.
Гомеостат, находящийся в процессе перехода от одного значения параметра к другому в пределах границ рабочего режима, обладает "переходной информационной моделью гомеостата". С момента возникновения регулируемого противоречия до снятия противоречия за счет изменения выходного параметра наличествует неадекватность внутренней информационной модели внешней.
Та часть информационного потока из внешней среды, которая проходит селекцию фильтруемая на входе или пронизывающая без взаимодействия с гомеостатическими структурами, - называется информационным шумом, хаосом. Изменение свойств фильтра на входе может перевести часть этого шума в информативный поток.
Та часть информационного потока, которая поступает внутрь гомеостата, но не приводит к изменению выходного параметра, т.е. уничтожается перед выходом на объект регулирования как "синфазная помеха", называется внутренним циркулирующим потоком или моделью базисного состояния внутренней среды гомеостата .
Базисное состояние внутренней среды гомеостата может иметь либо аналоговую динамику, либо дискретные (квантовые) уровни. Дискретность изменений определяется дискретностью изменения мощности одного входа или подключением других параллельных входов гомеостата.
Часть внешнего информационного потока, поступившая внутрь и приведшая к изменению выходного параметра таким образом, что дальнейшее поступление его не приводит к изменению выходного параметра, называется регулируемым противоречием между состоянием внешней среды и состоянием внутренней среды гомеостата или информацией активации.
Часть внешнего информационного потока, поступающая внутрь и приводящая к изменению выходного параметра за границы рабочих режимов рабочих регуляторов, называется нерегулируемым информационным противоречием для данного гомеостата или патологической информацией. Т.е. внешний информационный поток не адекватен внутреннему состоянию данного гомеостата. Тогда выход рабочей точки гомеостата в подкритическую область включает другие выходные цепи, регулирующие коэффициенты на входе гомеостата (фазический фильтр) или изменяет коэффициенты входа на гомеостаты своего или другого уровня. Если внешняя регуляция невозможна, наступает патология состояния (паралич) гомеостата.
Пока гомеостат регулирует параметр в границах рабочего режима, острота противоречия минимальна и равна единице.
Чем больше значения изменяемых коэффициентов входа на гомеостат, регулируемые самим гомеостатом от выходного параметра, или чем дальше за рабочие границы должны выйти значения параметра при данном противоречии, тем выше "острота противоречия".
Весь адекватный информационный поток из внешней среды, циркулирующий в цепях гомеостата, благодаря симметричности структуры каналов, имеющих разный знак сигналов относительно нулевой точки, на предвыходном этапе взаимоуничтожается, вследствие этого выходные параметры гомеостата не изменяются.
В этом подходе понятие "синфазной помехи" теряет смысл, т.к. любой проникающий сигнал, "синфазно подавляемый", есть часть модели внутренней среды, т.е. адекватное восприятие внешней среды.
Информация, избирательно поглощаемая детектором на специализированном входе (т.е. проходящая через узкий информационный фильтр), сливается с циркулирующим потоком по симметричным цепям, но в цепи, представляющей модель внешней среды этот же сигнал приходит дополнительно и складывается с существующим. Таким образом, при итоговой суммации двух информационных потоков возникает действительное значение, которое приводит к изменению выходного параметра. Последний по обратной связи подстраивает модель внутренней среды, чтобы она стала адекватной модели внешней среды (смотри рис.6).
Рис. 6 Модель гомеостата биологической системы.
Выходной параметр служит входной информацией для других гомеостатов. Если необходим постоянный уровень значения выходного параметра, то он задается "уставкой" - величиной внутреннего противоречия между моделями внутренней и внешней среды, которая формируется специальным регулятором Рвхода ("местным шефом").
Склеенные гомеостаты представляют из себя сеть гомеостатов, которая может работать как один гомеостат, но более высокого уровня. Полнота отражения информации каждым отдельно взятым гомеостатом в сети склеенных гомеостатов меньше, чем в самостоятельном гомеостате.
Понятия симметричности и асимметричности гомеостатических сетей.
Гомеостаты могут объединятся между собой благодаря свойству "полюсности", наличию входов и выходов информационного потока. Объединения могут происходить не только по связи "выход-вход". Другая возможность соединения гомеостатов - их вставка в цепи обратной связи.
Выход одного гомеостата соединяется с входом другого и так далее до бесконечности. Это свойство называется фрактальностью. Гомеостаты как функциональные фракталы подчиняются всем известным закономерностям, выявленным для фракталов материальных.
Симметричность гомеостата рассматривается как структурно-функциональная симметричность. Число входов симметричного гомеостата всегда равно числу выходов. Минимальное число пар "вход-выход" равно 1, что эквивалентно наличию одной "валентности". Если число входов не равно числу выходов, эту информационную структуру нельзя соотносить с одним гомеостатом. Это несбалансированная (асимметричная) гомеостатическая сеть.
