Классы
Предметы

От простого к сложному, или Почему добро побеждает зло

Сегодня мы поговорим о том, что такое сложность, как она возникает. Почему некоторые объекты кажутся нам сложными, хотя их можно просто описать, и наоборот, некоторые простые с виду объекты описать довольно сложно. Наконец, поговорим о том, как сложность и простота связаны с тем, что добро побеждает зло.

Возникновение сложности

В Африке есть озеро Малави, и когда-то оно было соединено с озером Танганьика. Из озера Танганьика в озеро Малави приплыло большое количество рыб, однако выжили лишь цихлиды (семейство лучепёрых рыб из отряда окунеобразных) (см. рис. 1).

Рис. 1. Цихлиды

За  миллиона лет из одного вида образовалось порядка  различных видов рыб. Причём они различаются в самых разных характеристиках (размер, окрас, употребляемая пища и т. д.).

Похожую ситуацию мы можем наблюдать и в плане профессий, которые придумал человек. В XVII веке существовало всего порядка  профессий. На данный момент их насчитывается уже более . Даже при производстве молока задействуется большое количество людей разных профессий, ведь оно состоит из множества стадий (включая приём молока, его очистку, подготовку и упаковку).

Вот два явных примера возникновения сложности.

Разделение функций

Сложность возникает в результате разделения функций.

Самым простым примером разделения функций, с которым мы сталкиваемся каждый день, являются окна (оконные рамы) (см. рис. 2). В них мы разделили функции теплоизоляции и прочности. Само стекло отвечает за прочность, а газ между стёклами обеспечивает изоляционную функцию. Если бы вместо газа было лишь стекло эквивалентной толщины, то прочность и надёжность такой конструкции снизилась бы, а стоимость, наоборот, возросла. К тому же снизилась бы прозрачность самого окна.

Рис. 2. Конструкция окна с двойным стеклопакетом

Среди строительных материалов есть много примеров разделения функций между разными материалами – например, композитные материалы (многокомпонентные материалы, состоящие из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т. д.). Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих.


Композитный лук

Композиты придумали довольно давно, и одним из наиболее важных и ярких изобретений, которое обязано своим успехом идее композитности, является лук. Он играл роль орудия для охоты еще в Древнем Египте (см. рис. 3).

Рис. 3. Угловой лук у стрелка на колеснице и простой у пехотинца

Но только с помощью композита можно обеспечить гибкость и прочность лука.

Для выстрела лучник натягивает тетиву, запасая тем самым энергию в согнутой дуге лука, после чего отпускает тетиву, и дуга, быстро разгибаясь, преобразует запасённую потенциальную энергию в кинетическую энергию быстро летящей стрелы.

Допустим, чтобы обеспечить прочность, мы взяли материал большой ширины для дуги лука. Тогда нам понадобится большая сила, чтобы согнуть эту дугу. При сгибании дуги внешняя её часть растягивается, а внутренняя сгибается (см. рис. 4).

Рис. 4. Сгибание лука

Важно отметить, что если в композитном материале образуется трещина, то она дойдёт лишь до связывающего слоя и дальше распространяться не будет, в отличие от некомпозита, где трещина пойдёт по всему материалу.


Примером использования таких материалов является новый российский самолет «Иркут МС-21» (см. рис. 5). В нём для изготовления фюзеляжа и крыльев используют композитные материалы. Эти материалы обеспечивают лёгкость и прочность конструкции.

Рис. 5. Самолет «Иркут МС-21»

Как только возникает две функции, мы их разделяем (если есть такая возможность) при помощи материалов, исполнительных функций и т. д.


Другие примеры разделения функций

Природа сама даёт нам примеры разделения функций. Например, у животных есть шкура и шерсть (см. рис. 6).

Рис. 6. Шкура и шерсть лисы

Шерсть выполняет функцию теплоизоляции, а шкура предохраняет от внешних повреждений. Теплоизоляция достигается за счёт воздушной прослойки между шерстинками. В северных районах у оленей ещё более «усовершенствованный» подход. У них внутри каждого волоска находятся воздушные баллончики, которые улучшают общую теплоизоляцию шерсти. Однако не вся шерсть является таковой, а только там, где нужна хорошая теплоизоляция (разделение функций шерсти).

Аналогично в качестве примера можно привести зимнюю куртку (см. рис. 7). У неё снаружи находится ткань, а внутри – синтепон. Тут ткань подобна шкуре лисы, а синтепон подобен шерсти.

Рис. 7. Зимняя куртка

Например, возникновение скелета – это тоже разделение функций, в результате чего возникает деление на кости и мышцы. Более того, среди костей также присутствует разделение на разные виды (например, трубчатые и губчатые кости). 


Предположим, мы хотим один материал сделать одновременно и лёгким, и обладающим хорошими теплоизоляционными свойствами. Тогда у нас есть две функции от одной переменной и мы должны решить систему неравенств:

Например:

Как и в данном конкретном примере, в большинстве случаев подобная система не имеет решений.

А вот если рассматривать функции от двух переменных (разделять функции), то полученную систему решить удастся гораздо чаще, поскольку переменных две и варьировать можно каждую. За счет уменьшения одной из них можно, например, увеличить другую:

Рис. 8. Графическое решение системы неравенств с двумя переменными

Одной из особенностей, которая отличает людей от животных, является способность к обмену. Совместными действиями обладают практически все группы животных, а вот обменом, наверное, только люди. Это и привело к разделению труда, а как следствие, и к возникновению большого количества профессий.

В частности, одна из теорий говорит о том, что возникшие различия между мужчинами и женщинами связаны с разделением труда.


Разделение полов

Разделение полов – это важная и непростая вещь. Существуют разные теории, объясняющие это явление, и одна из них основана именно на разделении функций. Имеется в виду не работа (кто-то работает инженером, а кто-то учителем), а именно энергетические характеристики. Сперматозоид обладает большой подвижностью, потому что в его функции не входит задача обеспечения зародыша энергией. Эту функцию берёт на себя яйцеклетка, но при этом она, естественно, теряет в подвижности. Это разделение полов оказалось эффективным.

Но всё-таки не менее важной проблемой, которую решает разделение полов, оказалось «убегание» от болезни. Перемешивание генов в этом случае идёт достаточно быстро, чтобы те организмы, которые доставляют нам хлопоты и болезни, не успевали приспосабливаться к возникающим условиям. Это общая теория.

Есть удивительный случай. Ранее существовала птица гуйя (см. рис. 9), у которой наблюдался половой диморфизм (анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, исключая различия в строении половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках) заключался в следующем: у самца был длинный клюв, а у самки – загнутый. Когда они доставали насекомых, то работа разделялась: самец вскрывал, а самка выковыривала добычу. То есть разделение полов совпало с разделением труда.

Рис. 9. Самка и самец гуйя


Издавна мужчины занимались в основном охотой, а женщины – собирательством. И принципиально разными были условия успешного выполнения своих функций. Объём «добычи» в собирательстве зависел исключительно от того, насколько старательной была женщина. Добыча на охоте во многом зависела от удачи, ведь сегодня добыча могла выбежать на одного охотника, а завтра – на другого. Вследствие этого, если бы мужчины не делили добычу (сотрудничали), то вышло бы так, что кто-то неделю голодает, а кому-то некуда девать добычу (и её излишки пропадут, так как холодильников не было). Так, у мужчин при охоте возникла склонность к кооперации, а у женщин при собирательстве – к индивидуализации. Это один из примеров разделения, который приводит к различию в характерах мужчин и женщин.

Раздвоение идёт не только на ветвях деревьев, но и в природе в целом, в организации человеческого труда и в сфере управления обществом (разделение властей). К примеру, всю государственную власть разделили на три ветви: законодательную, исполнительную и судебную (см. рис. 10).

Рис. 10. Структура государственной власти в РФ

Начало подобному разделению положило отделение в древние времена шамана от вождя.

Любое разделение выгодно, поскольку оно позволяет, например, отделить проверяющие функции от контролирующих и т. д. Одна и та же идея отделения используется несколько раз (существует налоговая, которая выполняет функции контроля, и существует орган который контролирует налоговую).

Хороший пример этих процессов – медицина. Например, есть лаборанты, которые выполняют анализы, и врачи, которые, исходя из результатов анализов, назначают лечение. Также есть большое количество разделений по специальности в области медицины (терапевт, стоматолог, хирург и т. д.).

От простого к сложному

Процесс создания чего-либо всегда начинается с самого простого. А вот уже в процессе совершенствования начинается разделение.

Например, изначально было создан один простой самолёт, который просто мог летать. Теперь же существует большое количество самолётов, которые между собой различаются по функциям (военные, гражданские, спортивные и т. д.).

Эволюция происходит на наших глазах. Даже когда мы делаем обыкновенную прививку, наша иммунная система приспосабливается к вирусам эволюционным способом.

Идея усложнения присутствует везде. Хорошим математическим примером этому служат фракталы (множество, обладающее свойством самоподобия) (см. рис.11), когда одна простая операция выполняется большое количество раз, в результате чего появляется более сложная структура.

Рис. 11. Фрактал

Усложнять не так сложно, усложнять легко. Для усложнения необходимо время и начальный ресурс. Например, в почковании веток или же в появлении морозных узоров на стекле заложены простые алгоритмы, а дальнейшее развитие событий зависит от некоторых внешних факторов.

Почему добро побеждает зло?

Задумайтесь, почему же многие из нас обладают кучей недостатков, являются агрессивными и думают о том, как друг друга уничтожить, но в то же время жизнь становится комфортнее, её продолжительность растёт и большая часть населения борется не с голодом, а с ожирением? Это все благодаря тому, что всё сложное является более устойчивым, чем простое. Примитивные вещи отступают, уступая дорогу сложному. Всё усложнение приносит нам комфорт, начиная с медицины, безопасности и т. д. Зло – это отрицание, а отрицание должно быть простым. 

Рассмотрим, к примеру, преступную группировку. Ей трудно усложняться, и начиная с какого-то момента сложность начнёт превышать её возможности. Также большую роль играет и моральная составляющая.

Появление общих культурных ценностей дало возможность объединять большие группы людей. Если объединяться только родственными связями, то на третьем-четвёртом поколении они потеряются, а если объединяться культурой: языком, верованиями или же общим понятиями об устройстве мира, то можно создать большую группу и сделать большое дело. То есть сложность побеждает. И добро постепенно побеждает зло.

Выводы

Зарождение сложности – это естественный процесс. Он происходит как в природе (эволюция), в технологии (технический прогресс), так и в социуме.

Важно помнить, что именно обмен (взаимодействие между людьми) порождает сложность структуры и даёт цивилизационный комфорт, в котором мы живём.