Неопределенность и простота

29 Ноября 2018

Простота не есть противоположность сложности, комплексности, запутанности и т.п. Простота – это отсутствие неопределенности. Неопределенность – состояние субъекта (наблюдателя). Невозможность различать, а значит познавать и управлять, создает неопределенность. Так как субъект ориентируется только по различаемому, неопределенность означает для него потерю контроля, что ощущается им как беспокойство из-за появления угрозы собственной безопасности.

Там, где есть неопределенность, не может быть простоты. Напротив, определенность всегда характеризуется как простота.

У простоты есть градации: от простейшего (элементарного) до сложного. Сложная простота не перестает быть простотой, поскольку в ней нет неопределенности. Мера простоты нужна субъекту для оценки затрат на различение. Все, что различается и доводится до схемы, считается простым, независимо от интеллектуальных затрат. Затраты лишь определяют, насколько сложной является простота.

В обыденном понимании простота – свойство, качество или условие считаться простым и элементарным по составу. Часто обозначает красоту, чистоту или ясность. Простые вещи часто легче разъяснить и понять, чем сложные. Простота может означать свободу от трудностей, напряжения или путаницы. Также простота может относиться к простому образу жизни.

Нередко «сложность» трактуется как «неопределенность», что неверно. Неопределенность есть потеря различения, сложность означает увеличение необходимых ресурсов на различение, но не его потерю.

В мире без субъекта нет неопределенности. Но субъект – часть мира, поэтому неопределенность в мире возникает с появлением субъекта. Субъект «отделяется» от мира, что приводит его к неопределенности. Преодоление им неопределенности есть «возвращение» субъекта в мир. Таким образом, субъект является как бы «аномалией» в мире. Почему так происходит? Задача субъекта – конструировать мир, не будь он «аномалией», с этой задачей ему не справиться. Являясь программируемой «машиной», он одновременно содержит в себе «ядро» мира, что позволяет ему программировать (создавать) свой внутренний мир, без которого никакая креативность невозможна.

Аномальная для мира неопределенность, воплощенная в субъекте (или разуме), укладывается в схему, т.е. объяснима. По сути, неопределенность создает специальная программа, принуждающая мир эволюционировать (развиваться). Шаблон субъекта лежит в основах мироздания и реализуется в разных сущностях бытия, человек – лишь одна из разновидностей его реализации.

Мир при всей своей сложности не предполагает беспорядка, во всем есть своя регулярность, гармония, простота порядка. Регулярность – это повторение некоторого паттерна, гармония – в различимости типовых форм при всем их многообразии, простота – в возможности познавать и управлять.

Просто – не значит упрощенно, примитивно. Просто – значит уметь отделять главное от второстепенного, а в основе главного всегда лежит порядок, закономерность. У простоты всегда есть порядок, а в порядке всегда есть простота. Порядок экономичен в том смысле, что не предполагает ни к чему не ведущих операций. Простота предполагает достижение максимального эффекта минимальными средствами.

Простота не отменяет сложности. Принцип простоты говорит о том, что всякое усложнение имеет свой порядок. Невозможность выявить порядок приравнивается к неопределенности. То, в чем усматривается неопределенность, считается проблемой, и в этом контексте может так же считаться сложностью. Подобное представление остается неизменным до тех пор, пока не прояснится порядок.

Если постоянное наблюдение позволяет выявить главное, открывается возможность для его математического описания. Как только достоверное описание получено, о сложном как о проблеме перестают говорить. При этом признак сложности на явлении еще долгое время может оставаться как историческое свидетельство того, что ранее здесь фиксировалась проблема.

Простота дается только путем познания. Поэтому путь к простоте труден. Трудность проистекает от лени, а также зашоренности (ограниченности восприятия, неразвитости ума). Также дает о себе знать воспитание – психологическое воздействие, оказываемое на человека с раннего детства.

Наивная простота – это минимализм. Сейчас это достаточно популярное течение (стиль жизни) – люди избавляются от всего лишнего, стараются иметь меньше хлама в доме и меньше одежды, проводят мало времени в соцсетях, потребляют меньше инфомусора.

Неопределенность – чисто человеческий феномен

В физическом мире нет никакой неопределенности. «Неопределенность» создается исключительно людьми – это психологическое явление. Фильтры (убеждения и ценности), неполные знания, анализ и синтез – все это источники неопределенности. Именно ими манипулируют, когда хотят «поиграть» человеком. У всякой неопределенности всегда имеются свои «авторы».

Детально разобраться, как устроен мир, человеку не дано – мир чересчур комплексный. Но понять, откуда берется неопределенность каждому человеку под силу. Для начала надо научится понимать, как у людей формируются представления о мире. Именно это большинство людей делать не хотят. На то у них есть вполне законное оправдание: с детства им давали искаженные представления о процессе познания. В них заложили самые простые, универсальные стереотипы, не противоречащие здравому смыслу. Они применимы в обыденной жизни, но становятся тормозом при развитии, создании новаций.

Люди НЕ ХОТЯТ менять свои стереотипы, что объясняют целым рядом причин. Практика показывает, что исправить это у взрослого человека почти невозможно – только у единиц есть силы. Ученые проводят специальные исследования, изучая процессы нервной деятельности, связанные с пластичностью/ригидность поведения, восприятием, научением и другими психическими функциями, оказывающими влияние на формирование стереотипов. Известно, что инстинктивное поведение отличается малой изменчивостью (ригидностью). Сложные навыки представляют собой сложные динамические моторно-рецепторные системы, которые на основе высокоразвитой ориентировочной деятельности обеспечивают выработку весьма пластичных двигательных программ. Казалось бы, высшие формы психической деятельности – интеллектуальные действия – должны быть в высшей степени пластичными. Но в действительности такое не наблюдается. Пока никакого убедительного объяснения этому факту нет, имеется лишь множество сырых гипотез, которые нуждаются в тщательной проверке.

Бэкмология не имеет никаких гипотез насчет чрезвычайной устойчивости стереотипов. Она изначально ориентирована на тех, кто находит в себе силы критически мыслить. Для таких людей каждая новая неопределенность является очередной ступенькой в личностном развитии. Они позитивно воспримут утверждение «Простота – это отсутствие неопределенности».

Неопределенность возникает при невозможности различения, когда опыт не позволяет идентифицировать явление (вещь), и соответственно явление считается непонятным. Для снятия неопределенности человек придумывает объяснение (создает схему). Даже если это объяснение далеко от реальности, оно будет устраивать человека до тех пор, пока не станет ему мешать, не превратится в реальную угрозу его жизни. Только тогда человек начнет искать новое объяснение.

Старые и новые представления какое-то время сосуществуют в социуме. Обычно сменяется несколько поколений, прежде чем старое устойчивое представление окончательно уходит в историю.

Следует отметить, что неопределенность – это важный источник знаний. Рефлексия неопределенности и ее снятия – перспективное научное направление. Через изучение истории снятия неопределенности человек постигает сущность процессов работы его психики. Представления людей о мире меняется по мере овладения знаниями о психических процессах.

Существуют следующие уровни представлений о мире:

  • мета-схема – как организуется схема; схемы конструктивных элементов и способов их связи (знак, поток знаков, контейнер, обратная связь, триггер, переключатель, очередь, ссылка, замена, иерархия, процесс, схема и др.)
  • схема системы и сценарий – как организуется система, схема конструкции; ее элементам могут быть как элементы мета-схемы, так и конструкции, для которых уже есть схемы; сценарий – порядок сборки системы
  • система – как организуется экземпляр схемы, конкретная конструкция

Человеку априори известна только неполная мета-схема. Его образ мира строится на базе мета-схемы. Он «видит» вокруг себя системы, и другие люди передают ему знания о схемах систем. Сам человек «видит» не все, дает себе и другим предписания «видеть» только определенным образом, т.е. накладывает фильтры, и в связи с этим делает неверные умозаключения. Фильтрами являются убеждения и ценности.

Людям приходится иметь дело с комплексными явлениями, которые нуждаются в идентификации (обозначении). Поскольку у явления можно выделить много разных аспектов, не существует однозначной идентификации – ему может быть дано несколько названий, каждое название соответствует той схеме, которая прослеживается в явлении. Судить о явлении только по внешней форме нельзя. За внешним сходством могут скрываться внутренние различия. Видимое внешнее сходство приводит к ошибкам. Ошибка идентификации может распространяться, что приводит к массовому заблуждению.

Анализ и синтез образуют цикл познания. Знание мета-схемы позволяет делать анализ явления. Здесь возникает множество затруднений в связи с тем, что явление есть композиция нескольких схем, и правильно выявить эти схемы, а также сценарий их композиции оказывается непростой задачей. Задача решается приблизительно, в результате приобретаемые знания оказываются неполными. Полученные знания постоянно верифицируются (проверяются) и уточняются в деятельности. Если попытки конструирования (синтез) оказываются неудачными, знания считаются неверными и нуждаются в корректировке.

Поскольку у всех людей одна мета-схема, на которой базируются все языки (русский, английский, китайский и др.), всегда возможен точный смысловой перевод с одного языка на другой. В языковом контексте мета-схема называется «семантическими универсалиями».

На базе одной мета-схемы можно создать разные схемы, объясняющие одно явление. Конечно, только одна схема будет истинной, но при этом остальные схемы для людей имеют свою ценность. Каждая схема – это определенный взгляд на вещи, она сформирована путем затрат интеллектуальных усилий, отражает некоторый способ мышления и не может игнорироваться только потому, что на смену ей пришла другая схема. Все созданные людьми схемы составляют культурное наследие человечества, которое является исходным материалом для изучения процессов мышления.

Простота, гармония и красота

Стремление выделить главное, отсечь все второстепенное, давно и прочно ассоциируется с гармонией и красотой. Красиво и гармонично то, что предельно просто…

Природе внутренне присуща некая скрытая гармония, которая отражается в сознании человека в виде простых математических законов. Несомненно, ни один закон физики исследователь не может «выдумать» – он лишь находит его в природе. За много веков человеком созданы такие великие построения, как евклидова геометрия, птоломеева система мира, механика Ньютона, теория электромагнитного поля, теория относительности и квантовая теория. Математика, как известно, является неотъемлемой всех этих и многих других теорий, их основой и сущностью. Математические теории позволили обнаружить порядок и план повсюду в природе, где их только можно было найти.

Казалось бы, невозможно установить те исходные принципы, которые составили общую исходную методическую основу математики. Определенные истоки понимания этого содержатся в книге М. Клайна: «…у греков, начиная с 6 в. до н. э., сложилось определенное миропонимание, сущность которого сводится к следующему. Природа устроена рационально, а все явления протекают по точному и неизменному плану, который, в конечном счете, является математическим». Из этой цитаты видно, что древними математиками в качестве исходной была принята телеологическая гипотеза о рациональном, целесообразном устройстве мира. Тем самым они как бы заложили тысячелетний опыт по проверке результативности телеологического принципа (принципа о целесообразном устройстве мира) в развитии науки. В основе телеологического подхода к объекту лежит предположение, что цель есть «разумный акт», осуществляемый в Природе ее объективными силами. Телеология означает учение о целях. В той мере, в какой цель есть несомненно существующий факт, телеология несомненно имеет научное значение, представляя собой объяснение этого факта.

В современной науке гармония все чаще отождествляется с «красотой» представляемой теории. «Красиво сведение сложного к простоте». Красота и гармония стали важнейшими категориями познания, в определенной степени даже его целью. Академик А.Б. Мигдал (1911-1991) писал: «В физике последнего времени на первый план переместилось понятие красоты теории. Красота теории имеет в физике почти определяющее значение». Среди многих выдающихся ученых нашего времени начинает преобладать представление о том, что красивые и гармоничные формулы и уравнения вызывают большее доверие к их достоверности, чем математические выражения, не обладающие этими достоинствами. Выдающийся физик лауреат Нобелевской премии Р. Фейнман (1918-1988) был убежден, что «истину можно узнать по красоте». Важнейшим преимуществом количественного языка математики является краткость и точность. Тем самым «в языке математики воплощается еще один признак красоты науки – сведение сложности к простоте».

Приписывая большую роль критерию простоты при выборе гипотез, Э. Мах сводил эффект ее действия к экономии мышления. Исходил он из того, что экономизирующая функция теоретического знания способствует лучшей приспосабливаемости человечества как биологической разновидности к окружающей среде. Систематизация знания, замена набора не связанных фактов законом или теорией, выражая знание в сжатой, конденсированной форме, позволяют экономить усилия по их изучению и оперированию ими.

Мир бесконечно сложен и разнообразен. Но, как свидетельствуют данные науки, за различием и сложностью постоянно обнаруживаются (пусть не абсолютно строгие) ритмы и повторения, симметрии и инварианты. Они находят свое выражение в «способности» природы, используя лишь ограниченный набор элементов, создавать все многообразие материального мира, в своеобразной «стандартизации деталей» и средств, используемых при построении материальных систем. В них находит свое последнее основание сама возможность существования законов науки вообще и законов сохранения в частности.

Стремление к простоте, ясности и универсальности всегда лежало в основе развития естествознания. Методологи науки выделяют принцип простоты в качестве краеугольного камня самого научного знания. С точки зрения диалектики сложность неотделима от простоты. Мысль о том, что «природа действует простейшим образом», т.е. наиболее экономно, принадлежит И. Бернулли (1667-1748). Это утверждение послужило источником многих научных идей и методических приемов. И. Ньютон (1642-1727) в своих «Математических началах» писал: «Природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не излишествует излишними причинами вещей». А. Эйнштейн считал, что «все должно быть сделано настолько просто, насколько возможно, но не проще этого». В конечном счете, сложность систем может быть представлена весьма внешне простыми математическими отношениями. Важнейшим преимуществом языка математики является его краткость и точность. Математика и есть тот инструмент науки, который сложное и многообразное делает простым и единообразным.

Еще в начале XX века великий французский математик А. Пуанкаре писал: «…даже те, кто не верит более в простоту природы, принуждены поступать таким образом, как если бы они разделяли эту веру; обойти эту необходимость значило бы сделать невозможным всякое обобщение, а, следовательно, и всякую науку». Ведь если не руководствоваться критерием простоты, то невозможно выбрать какое-либо теоретическое обобщение из бесчисленного множества различных вполне осуществимых обобщений. Иначе говоря, Пуанкаре утверждал, что во всех случаях надо исходить из гипотезы простоты природы. Этот принцип построения физических теорий впоследствии стали называть «принципом простоты». Красиво сведение сложного к «простоте». Можно сказать, что поиск «простоты» в своей основе предполагает целенаправленный (телеологический) подход к изучаемому объекту. Полученные при этом «простые» математические выражения отображают «простоту» Природы.

Основу целенаправленного подхода к объекту составляют экстремальные энергетические принципы, используемые в качестве исходных положений в основных разделах физики. Утверждается, что наука только тогда достигает теоретического уровня развития, когда начинает активно использовать экстремальные принципы для формулировки своих основных теоретических положений и на этой основе широко применять экстремальные математические методы. Справедливость этого утверждения подтверждается историей механики и физики – наук, достигших наиболее высокого развития, а также успехами в построении теоретической кибернетики и биологии.

Аспекты экстремальности привлекали внимание математиков с древних времен. Представляют интерес античные знания о максимумах и минимумах. Например, пифагорейцы обращали особое внимание на уникальные геометрические объекты – круг (окружность) и шар (сфера). Круг является единственной фигурой, у которой максимум площади при минимальном периметре. Шар имеет максимум объема при минимальной поверхности. Идея экстремальности свойств геометрических объектов в дальнейшем нашла свое отражение в поисках и выявлении общих принципов экстремальности в механике и различных разделах физики.

Проблема выявления принципов и законов расхода энергии движущимися объектами уходит своими корнями в далекое прошлое. Впервые эффект экстремальности был установлен французским математиком Ферма (1601-1665). Было установлено, что луч света всегда распространяется в пространстве между двумя точками по тому пути, по которому время его прохождения меньше, чем по любому из всех других путей, соединяющих эти точки. Из всех возможных луч «выбирает» такую траекторию, при которой время движения минимально. Этот феномен в дальнейшем получил название - принцип Ферма. Принцип Ферма является исходным принципом геометрической оптики. При обосновании этого принципа Ферма руководствовался теологическими соображениями, согласно которым природа действует целенаправленно, она не может быть расточительной и должна достигать своих целей с наименьшими затратами средств.

Ученые XVIII века были убеждены в том, совершенная Вселенная не терпит напрасных затрат и поэтому каждое действие природы должно быть наименьшим из всех возможных. В 1740 г. французский ученый П. Мопертьюи (1698-1759) при анализе траекторий движения планет установил принцип наименьшего действия. Этот принцип был сформулирован следующим образом: «Количество действия, необходимое для того, чтобы произвести некоторое изменение в природе, является наименьшим возможным» (величина «действие» в принципе наименьшего действия выражается произведением энергии на время). Принцип наименьшего действия по существу стал центральным принципом вариационного исчисления – новой области математического анализа, основоположником которой стал Лагранж (1736-1813). Величайший математик XVIII века Л. Эйлер (1707-1783) в 1744 г. преобразовал принцип наименьшего действия в принцип экстремального действия, который имеет два принципиально различающихся решения: минимальное и максимальное. Особое значение принципа наименьшего действия представлено следующим высказыванием Пуанкаре: «Сама формулировка принципа наименьшего действия имеет в себе нечто, неприятно поражающее наш ум. При переходе от одной точки к другой материальная частица, не подверженная действию какой-либо силы, но подчиненная условию не сходить с некоторой поверхности, движется по геодезической линии, т.е. по кратчайшему пути. Эта частица как будто знает ту точку, куда ее желают привести…». Любое незначительное изменение (вариация) данной траектории практически не повлияет на величину действия, что говорит об экстремальности (о наименьшем значении) этой величины. Любая другая траектория при попытке ее вариации даст значительные изменения величины действия, что говорит об энергетической неоптимальности этих траекторий. Оказывается, что траектория, соединяющая в четырехмерном континууме две наперед заданные точки А и В, найденная из условия обеспечения наименьшего действия (оптимальности), всегда соответствует ее природной форме. Из всех принципиально возможных механизмов процессов реализуются именно те, которые дают наиболее оптимальные «траектории» развития процессов. Это, с одной стороны, позволяет получать оптимальный путь движения (развития), следуя в каждом шаге законам природы. С другой стороны, даже не зная конкретных механизмов и законов системной динамики, но, зная интегральные характеристики системы, мы можем на основе принципа оптимальности прогнозировать ее будущее.

Дальнейшее прогрессивное развитие экстремального принципа в физике в приложении не к отдельным точкам, а к системам принадлежит Ж. Лагранжу (1736-1813): «Сумма произведений масс на интегралы скоростей, умноженных на элементы пройденных путей, является всегда максимумом или минимумом». Впоследствии было показано, что разработки Лагранжа имеют отношение только к классической механике и не пригодны для использования в других разделах физики. Последующие усовершенствования понимания принципа наименьшего действия и математического его выражения были выполнены ирландским ученым У.Р. Гамильтоном (1805-1865). Гамильтон одним из первых обнаружил близость по своей сущности принципа наименьшего действия принципу Ферма. На основе представлений о единстве мира, о красоте и гармонии природы он связывал этот принцип с общим методом Лагранжа в теоретической физике, подчеркивая особую важность этого метода. Формулировку принципа наименьшего действия Гамильтон дает в вариационной форме, исходя из представлений об экстремумах, подобно своим предшественникам – Эйлеру и Лагранжу. Наиболее точно и понятно принцип наименьшего действия, отображенный в уравнениях Гамильтона, выразил А. Пуанкаре: «Все перемены, какие могут происходить с телами природы, управляются двумя экспериментальными законами: 1) сумма кинетической и потенциальной энергии не меняются. Это принцип сохранения энергии; 2) если система тел в момент t0 имеет конфигурацию А, а в момент t1 конфигурацию В, то переход от первой конфигурации ко второй всегда совершается таким путем, что среднее значение разности между двумя видами энергии за промежуток времени от…до является величиной самой малой из всех возможных».

Принцип наименьшего действия широко используется в современной физике и системном анализе. Всеобщность и универсальность принципа наименьшего действия для физики состоит в том, что он является вариационным принципом. Сложность объяснения «присутствия» экстремальных принципов в природе состоит в том, что их невозможно вывести из более общих принципов и законов, так как в общей формулировке они сами являются предельно общими. Все попытки вывести экстремальные принципы из физических законов и принципов оказались несостоятельными. Как пишет В.А. Ассеев, «Экстремальные принципы по сфере своего применения выходят за рамки этой науки (физики)». Принцип наименьшего действия дает полную физическую характеристику движения системы, в то время как закон сохранения и превращения энергии рассматривает протекание явлений во времени. С математической точки зрения неодинаковое значение обоих принципов состоит в том, что принцип сохранения, применяемый к конкретному случаю, дает только одно уравнение. Тогда как для полного изучения необходимо столько уравнений, сколько имеется независимых координат. Принцип наименьшего действия в каждом конкретном случае дает как раз столько уравнений, сколько имеется независимых координат.

По мнению М. Планка (1858-1947), «Принцип наименьшего действия в понятие причинности вводит совершенно новую мысль: к causa efficients – причине, которая действует из настоящего в будущее и представляет более поздние обстоятельства как обусловленные прежними, добавляет causa finalis, которая, напротив, делает предпосылкой будущее, а именно определенно направленную цель, а отсюда выводит течение процессов, ведущих к этой цели». «Развитие физики, отмечает далее Планк, привело к формулировкам, имеющим выраженный телеологический характер. Но это не внесло ничего нового или противоположного в закономерности природы. Просто речь идет о другой по форме, а по сути дела совершенно равноправной точке зрения. Так же, как и в физике, это, наверное, подходит и к биологии, где разница обоих способов приняла более резкие формы». Планк пришел к обобщающему выводу о том, что «…высшим физическим законом, венцом всей системы является …принцип наименьшего действия». Можно сказать, что все энергетические принципы, составляющие основу физики, по своей сущности являются природными механизмами энергоэкономности. По мнению известного биофизика А.А. Блюменфельда (1921-2002), «проблемы, возникающие при рассмотрении упорядоченности биологических структур, ее создания и эволюции, не лежат в области физики», поскольку «физика не претендует на объяснение природы... (она) пытается объяснить лишь закономерности в поведении различных объектов». Естественно, нельзя говорить об обратимости эволюционных процессов в организме. Биология сводима к физике лишь в том смысле, что физические законы раскрывают основу энергетики биологических процессов. Перенесение из физики в биологию экстремальных (оптимальных) принципов, связанных с энергией, позволило использовать в этой науке экстремальные математические методы. Заложенные в них идеи красоты, оптимальности, экономии как нельзя лучше соответствуют давнему представлению о совершенстве и целесообразности живой природы.

По принятому определению оптимизация биосистемы означает приведение ее к «наилучшему» виду. Телеологический подход давно нашел свою «нишу» в биологических науках. Издавна люди интуитивно понимали, что большинство систем Природы не только гармоничны, но и оптимальны с точки зрения протекающих в них процессов. Выдающийся биолог академик Л.С. Берг (1876-1950) сформулировал принцип: «Фундаментальным свойством жизни является целенаправленность». Согласно учению Л.С. Берга, главной проблемой биологической эволюции является обязательно возникающий целенаправленный ответ на воздействие окружающей среды. Движение к цели происходит за счет действия внутренних механизмов организма в ответ на изменения окружающей среды. Для всякой системы организма существует «свой» отклик на изменения внешней среды. Всякий параметр живой системы существует в пределах диапазона возможных его значений, при которых нормальная деятельность системы еще сохраняется. Внутри диапазона всегда существует участок допустимых положительных и участок допустимых отрицательных приращений параметра по отношению к некоторой исходной величине. Естественно, что исходное значение параметра по разным причинам может изменяться, при этом меняется числовое соотношение между «положительным» и «отрицательным» участками. Возникает вопрос: «Каким образом в течение длительного внешнего «возмущения» (воздействия) реализуется механизм поиска оптимальной величины того или иного параметра? Таким механизмом эволюции, как нам представляется, является элементарный механизм движения материи (ЭМД), выдвинутый генетиком В.В. Петрашовым. В замечательной книге В.В. Петрашова приводятся убедительные доказательства работы этого механизма. Согласно Петрашову, ответ организма на внешнее воздействие, «…это включение в процесс его собственных флюктуационных отклонений, по знаку (+ или -), соответствующих направлению воздействия внешнего фактора». Как показал В.В. Петрашов, «именно ЭМД оптимизирует живые системы». Работа ЭМД в течение длительного времени продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто значение параметра, оптимальное по отношению к внешнему воздействию. В дальнейшем оптимальная величина параметров будет поддерживаться тем же элементарным механизмом. Постоянное и длительное воздействие в течение многих поколений одних и тех же «возмущающих» факторов внешней среды приводит в итоге «возмущенные» системы организма к функционированию, наиболее эффективному для того или иного уровня воздействия. К сожаленью, В.В. Петрашов не указывает конкретный критерий максимальной эффективности.

Во второй половине XX века и в биологии стали формулироваться вариационные принципы и использоваться математические экстремальные методы. Основные принципы математического моделирования биологических систем состоят в следующем. Предполагается, что для любой биологической системы и любого биологического процесса может быть сформулирован критерий оптимальности. Применение математических экстремальных методов в биологии связывается рядом авторов с принципом оптимальной конструкции организма. Впервые гипотезу о биоэнергооптимальности организма сформулировал Н. Рашевский в своей работе «Математическая биофизика»: «Организм имеет оптимально возможную конструкцию по отношению к экономии используемого материала и расходования энергии, необходимых для выполнения заданных функций». Такой подход оказался одним из наиболее плодотворных. На сегодняшний день из него получено наибольшее число конкретных биологических результатов. Оптимальность конструкции организма понимается как его максимальная простота, максимальная адекватность биологическим функциям. Согласно формулировке Н. Рашевского конструкция организма в отношении энергии оптимальна.

Конечно, к проблеме оптимальности в живых системах можно подходить не только со стороны энергетики. Например, для анализа гемососудистой системы, обеспечивающей доставку кислорода к тканям того или иного органа или организма в целом, может быть использован один (или несколько) из следующих критериев: минимальный расход энергии в сосудах, минимальное сопротивление движению крови, минимальный объем крови и сосудистого вещества, минимальное напряжение сдвига на стенках сосудов и т.д. Вопрос состоит в том, какой из этих критериев Природа «предпочитает» остальным? Оптимизации сосудистых бифуркаций (разветвлений) был посвящен целый ряд математических исследований. При этом использовались различные критерии оптимальности: минимум мощности, минимум объема, минимум площади поверхности сосудов. В конечном счете, было установлено, что в области параметров гемодинамики, имеющих физиологическое значение, результаты, полученные с помощью различных критериев, весьма близки. В связи с этим, можно считать, что в физиологических пределах ведущим является энергооптимальный критерий, которому дополнительно «сопутствуют» и остальные перечисленные критерии экономии. Таким образом, в конструкции одной живой системы обеспечивается «пересечение» множества оптимальных решений по различным критериям. В частности, было установлено, что основу оптимального функционирования гемососудистой системы сердца составляет минимизация затрат энергии, крови и сосудистого материала.

Главные проблемы биологии связаны с системами и их организацией во времени и пространстве. Системный метод ориентирует исследователя на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных типов связей в нем и сведение их в единую теоретическую картину. Системные исследования имеют важную координирующую и направляющую роль для гармонического развития многих областей биологии.

Системный подход предполагает сложную организацию живой системы, многообразие взаимодействий между ее элементами. Функционально связанные в одной системе объекты различной сложности образуют ряд иерархических систем: каждый «сложный» объект состоит из «простых» систем и одновременно каждая «простая» система образована из своих «простых» элементов и т.д. Выявление законов организации «простых» систем позволяет приступить к установлению критерия гармонии «сложной» системы, согласно которому происходит сопряжение (гармония) «простых» элементов в единое целое. Эта операция имеет продолжение на каждом новом уровне сложности.

Гармония – соразмерность частей и целого, слияние различных компонентов объекта в единое органическое целое. В гармонии получают внешнее выявление внутренняя упорядоченность и мера бытия. В этом определении четко просматривается определение «гармонии» с математической точки зрения («соразмерность частей и целого», «внутренняя упорядоченность и мера»). За «соразмерностью частей и целого», их «слиянием в единое целое» «скрывается» единство и мера «противоположностей» в объекте. Таким образом, гармония допускает количественное определение, она может стать предметом математического исследования.

С самого начала гармония отождествлялась с «противоположностями» в объекте. Мир устроен так, что любое явление обязательно имеет свою противоположность, каждая из которых неустранима и проявляется совместно с альтернативой. Первое структурное определение гармонии было представлено древнегреческим мыслителем Гераклитом (540-480 до н.э.): «В мире существует единство, но это единство (гармония) образуется сочетанием противоположностей». Пифагорейцы рассматривали природу вещей как конфигурацию «противоположных» качеств. Таких противоположностей насчитывалось десять: предел – беспредельное, нечетное – четное, одно – многое, правое – левое, мужское – женское, покой – движение, прямое – кривое, свет – тьма, добро – зло, квадрат – выгнутый прямоугольник. В наши дни идея структурной гармонии «противоположностей» получила дальнейшее развитие. Гармония «противоположностей» является необходимым условием стабильности и устойчивости систем. По мнению белорусского философа Э.М. Сороко, «Великая карта оптимальных состояний природы, согласно которой та создает свои порядки, написана языком противоположностей, контрарностей, противодействий». «Противоположности» пронизывают все физические объекты в микро-, макро-, гипермирах Природы.

В соответствии с современным учением о гармонии для того, чтобы иерархическая система была устойчивой, каждый ее элемент на любом уровне ее организации должен быть гармоничным – это главное положение научной парадигмы, восходящей к Пифагору и Платону. Возникает вопрос: «Можно ли говорить о присутствии гармонии «противоположностей» в любой живой системе, в частности, в ее параметрах? Ответ положителен, ибо «противоположности» имеют место в каждом параметре деятельности системы. Это обусловлено тем, что любой параметр имеет определенный физиологический диапазон значений, в пределах которого деятельность биосистемы сохраняется. Оптимальная величина параметра разделяет этот диапазон на два «противоположных» участка: участок больших и участок меньших допустимых значений. По отношению к оптимальной величине первый из них можно обозначить интервалом «положительных», а второй интервалом «отрицательных» приращений параметра. Известно, что живые организмы и их ведущие функциональные системы в процессе жизнедеятельности постоянно решают задачи поиска минимума затрат свободной энергии как при осуществлении своих специализированных функций, так и в процессе морфогенеза. При изменении внешнего «возмущающего» фактора происходит поиск новых оптимальных значений параметров за счет смещения или в сторону увеличения (положительное приращение) или в сторону уменьшения (отрицательное приращение). В результате «внутри» области возможных значений каждого параметра устанавливается новое соотношение оптимальных «противоположностей». Поддержание энергооптимального сопряжения «противоположностей» является условием эффективной работы «сложной» системы.

Психология простоты

Почему все простое сделать правильно так сложно? Несмотря на то, что концепция «простоты» всем понятна, дать ей точное определение кажется обманчиво сложным.

Хотя мы и «осознаем ее, когда видим», за простотой стоит гораздо больше, чем интуиция, – то, благодаря чему продукт, книга или веб-сайт кажется нам простым и легким для восприятия.

Согласно словам Стива Джобса,

«Простое может быть "сложнее" сложного: нужно очень постараться, чтобы достичь ясности вашего мышления для создания простого. Но оно, в конце концов, того стоит, потому что как только вы этого достигнете, вы сможете свернуть горы».

Так если в создании простых вещей лежит такой потенциал, почему же многие из нас упускают этот момент из виду?

Почему все простое является таким сложным?

Как и в случае с большинством других вещей в жизни, здесь присутствует нечто большее, чем просто поверхностная привлекательность простоты. Рассмотрим, как наш мозг воспринимает новую информацию.

Когнитивная беглость и предпочтение шаблонов

Ученые выделяют три характеристики «простых вещей»:

  • они предсказуемы
  • они доступны для восприятия
  • они служат в качестве строительных блоков.

Проще всего начать с предсказуемости. Мы любим простые вещи, потому что наш мозг их легко воспринимает, так как ему не приходится прилагать особые усилия для их понимания. Что, несомненно, хорошо, ведь наш разум работает в очень быстром темпе.

Наши суждения возникают так быстро, что часто представляются нам скорее инстинктивными и эмоциональными выводами, нежели результатами умственного процесса. Но все эти суждения на самом деле формируются нашим мозгом. Просто не вполне осознанным для нас способом.

Люди генетически запрограммированы на принятие быстрых решений. То, что развивалось как часть, так называемого, механизма «бей или беги» (в целях нашего спасения от хищников в условиях дикой природы, спасибо эволюции), продолжает оказывать значительное влияние на наши первые впечатления от новых раздражителей. Чтобы помочь нам в принятии этих самых быстрых решений, наш мозг создает ярлыки на основании наших ожиданий или шаблонов, исходя из предыдущего опыта.

Вот простой пример: если бы у вас спросили, какой цвет ассоциируется с мальчиками, большинство из вас бы мгновенно представили голубой цвет (а розовый для девочек). Вам не приходится активно думать над ответом. Ответ уже есть. Ваш мозг уже столько раз производил эту связь, что теперь он просто создает ярлык. Ассоциация «мальчик = голубой цвет» стала шаблоном.

Психологи называют это предпочтение нашего мозга к шаблонам когнитивной беглостью, которая в значительной степени влияет на то, кажется ли нам что-нибудь «простым».

Когнитивная беглость – это то, каким мы ощущаем восприятие новой информации. Это субъективный опыт простоты или сложности выполнения умственной задачи.

Если что-то кажется простым, как знание о том, что голубой цвет соотносится с мальчиками, мы считаем, что оно и является простым. Именно поэтому, Хармут Эслинген, немецкий дизайнер, принимавший участие в разработке иконок для продуктов фирмы Apple в 1980-х гг., придерживался основополагающего принципа, гласящего, что «форма следует за эмоцией».

В качестве примера возьмем веб-сайт. Когда вы заходите на сайт впервые, вы ожидаете увидеть там определенные шаблонные элементы: такие как, например, панель навигации вверху или сбоку для перемещения по сайту или корзину в верхнем правом углу для e-commerce сайта. Каждый «тип» сайта, от интернет-магазина до fashion-блога, имеет подобные элементы.

Если же сайт не соответствует этим ожиданиям, нашему мозгу сложнее его декодировать, и мы почти автоматически оценим его либо как слишком сложный, либо как плохо сверстанный.

Помимо предпочтения к шаблонам, свою роль играют и другие факторы, особенно – насколько привлекателен дизайн.

Начиная с 1960-х гг. ученые изучают эффект узнаваемости – идею, согласно которой количество просмотров определенных раздражителей влияет на то, насколько позитивно мы воспринимаем эти раздражители. При этом вам и не обязательно сознавать, что вы уже видели эти раздражители раннее. Это одна из тех концепций, которые так любят использовать в рекламе.

В рамках одного исследования в 2013 г. итальянские психологи разделили 78 старшеклассников на две группы и продемонстрировали им фрагменты популярных кинофильмов. Одна из групп смотрела версии, в которых были видны названия товаров, в то время как другой группе была показана версия, в которой любые идентификаторы продуктов были скрыты. После этого участники обеих групп должны были ответить на вопросы о фильме и о своих предпочтениях к определенным брэндам. Группа, которой были показаны эпизоды с названиями товаров, продемонстрировала по сравнению со второй контрольной группой повышенное предпочтение к использованным брэндам, даже если они не распознали их в фильме.

Не только узнаваемость отдельных элементов влияет на наши ощущения. Еще один феномен – эффект красоты-в-усредненном – показал, что нас также больше привлекают раздражители, включающие несколько общих элементов. Многочисленные исследования подтверждают, что изображения лиц обычно становятся более привлекательными, если их соединить (путем компьютерной обработки) с другими лицами или же отредактировать до усредненного вида.

Сочетание знакомых, шаблонных элементов является для нашего мозга более привлекательным и легким для понимания, чем нечто совершенно уникальное.

Простота – это сочетание красоты и функциональности. Если процесс создания простых вещей начинается с когнитивной беглости, то заканчивается он обеспечением легкости в использовании и доступности для восприятия.

Когда мы производим активные манипуляции с информацией, например, изучая новый веб-сайт или разбираясь, как пользоваться новым продуктом, мы задействуем так называемую краткосрочную память. Единственная проблема в том, что наша краткосрочная память – вещь довольно капризная. Как может подтвердить любой из тех людей, кому сложно удерживать сосредоточенность своего внимания, непрерывно думать сразу над несколькими объемными блоками информации – довольно сложное занятие. Фактически же психологи обнаружили, что обычно лимит нашей краткосрочной памяти составляет около 7 информационных «объектов».

Применение этих знаний в проекте может очень помочь в том, чтобы сделать его дизайн максимально простым в работе. Возьмем такой пример. Когда в компании Apple работали над первым iPod, Стив Джобс применял строгий тест: если он хотел перейти к какой-либо песне или функции, он должен был иметь возможность сделать это в три клика. И при этом он требовал, чтобы все три клика были интуитивными.

Несмотря на всю внутреннюю сложность iPod Джобс знал, что для того чтобы потребители сразу почувствовали удобство в использовании данного устройства, оно должно быть безумно простым. То есть быть знакомым и с виду, и в работе (даже если мы его никогда раньше не видели). Не только чтобы колесико ClickWheel казалось простым ввиду шаблонности самого действия, но и использование интерфейса iPod совершенно не загружало нашу оперативную память.

Простые вещи психологически имеют низкий входной барьер. Мы способны пользоваться ими безо всякой подготовки.

Мы рассмотрели, почему некоторые вещи кажутся проще других. Как использовать потенциал простоты в своих целях?

Понять, каким образом наш мозг признает что-то простым, – значит сделать большой шаг вперед. Но как еще можно убедиться, что плоды ваших трудов будут восприниматься просто?

1. Обратитесь к прошлому. Шаблонные элементы являются основой простоты. Это означает, что у вас должно быть глубокое понимание того, каковы ожидания ваших пользователей. Взгляните на продукты или веб-сайты ваших конкурентов. Каковы их общие элементы? Что люди ожидают увидеть (прочитать, услышать), когда он заходят к вам? Определите эти элементы и примените их должным образом для того, чтобы ваш продукт сразу казался знакомым и легким для восприятия.

2. Создайте свой продакт-плейсмент. Все, что вы делаете, от вашего веб-сайта до вашего логотипа или фона вашего Twitter-аккаунта, сообщает определенную информацию о вас или о вашем брэнде. Каждый из этих элементов также является для вас уникальной возможностью визуально познакомить аудиторию с вашей компанией (вы ведь помните о эффекте узнаваемости?).

Создайте стилистику вашего дизайна. Используйте одни и те же изображения во всех ваших постах и на всех веб-сайтах. Разработайте цветовую гамму, которую вы будете использовать во всех информационных каналах.

Что бы вы ни делали, держите в уме, что чем более знакомыми вы станете для вашей аудитории, тем проще и привлекательней им будут казаться ваши продукты.

3. Будьте «таким же, как все, но другим». Быть «таким же, как все, но другим» означает быть довольно похожим на что-то, чего вы хотите (или к чему привыкли), но иметь свои собственные уникальные преимущества. В отношении простоты это означает, что вам нужно использовать самые важные шаблонные элементы, но в то же время добавлять новизну и уникальность, чтобы ваша версия выделялась среди других. Небольшое отклонение от общей массы может быть очень полезно.

Заголовок первой маркетинговой брошюры Apple в 1977 г. гласил: «Простота – высшая степень утонченности». Думается, они немного неправы.

Простота – это не обязательно утонченность, скорее это удобство и комфортность. Это как единственный друг на званом ужине. Как сосиски в тесте среди изысканных закусок. Это те мелочи, которые мгновенно позволяют вам почувствовать себя в своей тарелке.

Найдите способ воспользоваться преимуществами простоты и предоставьте мгновенный комфорт вашим пользователям или аудитории. Подумайте, каковы их ожидания и как вы можете задействовать ярлыки их сознания, для того чтобы создать что-то простое и красивое, которое будет «таким же, как все, но другим».

 

Публикации на тему неопределенности:

Базовые книги Бэкмологии. Неопределенность

Волшебная сила неопределенности

Признание неопределенности

Искусство преодоления неопределенности

Мир VUCA и подходы выживания в нем

Мир VUCA

10 бесхитростных способов повысить вашу способность принимать неопределенность