Mi a kapcsolat, milyen átfedések léteznek és lehetségesek az egymáshoz közeli metarendszer-átmenetek és az önszerveződés, vagy az emergencia között? A problémakör megválaszolása előtt célszerű a gyakran használt és divatos fogalmak definiálása.

Metarendszer-átmenetek

A metarendszer-átmenet (metasystem transition, MST) koncepciót Valentin Turchin (1931-2010), orosz számítógép-tudós dolgozta ki az 1970-es években. Két évtizeddel később – a Principia Cybernetica Project (PCP) keretében – Francis Heylighennel és Cliff Joslynnal fejlesztették tovább az elméletet.

Az MST a komplexitás és az irányítás magasabb szintjeit generáló evolúciós folyamat.
Kiindulópontja egy (bármilyen) rendszer (R), melyből különböző – új rendszerben, azaz metarendszerben (R´) egyesülő –, R-típusú másolatok (alrendszerek) hozhatók létre. R´ rendelkezik az R-alrendszerek viselkedését és létrejöttük folyamatát ellenőrző-irányító mechanizmussal (C); kialakulása metarendszer-átmenet (melyben R az MST tere, az integrált rendszerek száma pedig az MST léptéke). Folyamatos MST-k többszintű – bonyolult viselkedésformákat biztosító – irányítórendszert eredményeznek. Míg minden egyes szint meghatározott aktivitással kapcsolható össze, addig minden egyes MST egy újabb típusú aktivitást hoz létre. Ha egy rendszerben az irányítás legfelsőbb szintjének az aktivitása A, akkor az MST során – a próba-szerencse (trial and error) módszerrel – kifejlődő A´ az új szint aktivitása, azaz a megelőző szint A aktivitásait kontroláló mechanizmus. „Az MST a szerveződés egy fejlettebb szintjét, az integrálandó alrendszerek szervezettségéhez viszonyítva: metaszintet teremt” – írja Turchin.  

Magasabb szintű MST-k esetében, S-alrendszerek S´-be történő integrálódását specializálódásuk (differenciálódásuk) követi: különböző funkciókat töltenek be, más „szerepeket játszanak el.” Ennek megfelelően, újabb módosulásokon esnek keresztül, s ilyenkor – nagyon gyakran – az irányítórendszer (már) módosult S-alrendszerekből áll. A változások mindig a rendszer teljesítőképességének a növelését célozzák.

(„Annak ellenére, hogy a sokszorozódás + irányítás az MST legáltalánosabb mechanizmusa, létezik egy másik mechanizmus is, a szimbiózis” – írja Alexei Sharov, rovarkutató. A különböző, egymással nem azonos rendszerek – sokszorozódás helyett – egyesülnek, majd – differenciálódás helyett – koevolúció megy végbe. A koevolúció során jelentős mértékben megváltozhatnak. A szimbiózist – a Turchin által felvázolt homogén MST-vel szembeállítva – heterogén MST-ként határozza meg.)

Az evolúció története – kibernetikus szemmel

Heylighen evolúciós kibernetikaként határozza meg a PCP legfőbb kutatási irányát: „egyrészt, az önszerveződés és az evolúció elméletének szintézise, másrészt, a kibernetikáé és a rendszerelméleté. Célja, hogy megértsük, miként alakulhat, és fejlődhet ki a szerveződés és a cél-irányultság a természetben, az elmében, a társadalomban, a technológiában.”

Az evolúció egyre komplexebb rendszerek MST-k során történő spontán előbukkanását, emergenciáját eredményezi. De, mivel számos rendszer az egyszerűség fejlettebb formái felé fejlődik, a komplexitás-növekedés egyáltalán nem tekinthető egyetemesnek. Mégis – főként azokban a periódusokban, amikor látványosan begyorsul az evolúció, azaz a szerveződés magasabb szintű formái jönnek létre – ez a legfeltűnőbb tényező.

Az evolúció hajtóerői a négy nagyobb kategóriába rendezhető, történelmi ívet követő MST-k.

A prebiotikus (biológia előtti) az élet keletkezése előtt végbement átmenetekre vonatkozik: „a Big Bang-re, időre és térre, energiára és részecskékre, atomokra és különböző elemekre, molekulákra az organikus polimerekig, egyszerű szétszórt szerkezetekre.”

A biológiai az élet eredetére, biológia jellemzőinek a fejlődésére érvényes: DNS-re, a prokarióták eukariótákká alakulására, a többsejtűek, majd a fajok megjelenésére, a szaporodásra.

A kognitív a tudat, mint az alapvető kibernetikus és kognitív szervezet eredetét jelöli, az egyszerű reflexektől a komplex idegrendszerig, tanulásig, gondolkodásig. Ide tartozik az evolúció egyik legdöntőbb állomásának számító, kommunikációs eszközként (is) működő idegsejt létrejötte is.

A szociális kategóriába tartozó MST-k a társadalmi rendszerek és a kultúra kialakulására, fejlődésére vonatkoznak: „kooperációra, erkölcsre, mémekre.”

Természetesen, annak ellenére, hogy a kategóriák között jól meghúzhatók a határvonalak, kimutathatók köztük átmenetek, interakciók, visszacsatolások: kommunikációról és kooperációról már a racionális gondolkodás előtt beszélhetünk, míg a szexuális reprodukció a reflexekkel párhuzamosan jelent meg, és – a családok kialakulásán keresztül – a társadalmi együttélést is elősegítette…

Külső kiválasztódás vagy önszerveződés?

Az utóbbi évtizedekben számos kritika érte a darwini evolúció-szemléletet, többek között, mert a természetes kiválasztódást az organizmusok egymás közötti versengésére redukálja. Nem veszi figyelembe az önmagukban álló, „egyszemélyes populációkként” működő rendszereket. Eric Jantsch, majd Stuart Kaufman hívták fel a figyelmet arra, hogy a szelekció nemcsak külsődlegesen, hanem belülről, önszerveződő (self-organizing) módon is végbe mehet. Például „egy molekuláris független ágens egy, vagy több termodinamikus munkaciklus kivitelezésére képes önreprodukáló molekuláris rendszer” – írja Kaufman a nagyhatású Investigations (Vizsgálódások, 2000) előszavában.

Az önszerveződő szelekcióhoz ugyanúgy nincs szükség több, egyszerre jelenlévő szerkezet-populációra, mint ahogy külső környezetre sincs: a gázmolekulák az „üres” környezetként felfogott vákuumban mindennemű külső hatás nélkül szóródnak szét, míg ugyanott, a kristály megőrzi szilárdságát. Az adott szerkezetek stabilitását kizárólag belső kritériumok határozzák meg. A „verseny” nem más rendszerekkel, hanem ugyanazon rendszer egymást követő állapotai között folyik.

Azaz, a természetes kiválasztódás a darwini és az önszerveződő szelekcióra egyaránt vonatkozik. (Csábító lenne párhuzamot vonni a heterogén MST-k és a darwini szelekció, illetve a homogén MST-k és az önszerveződő szelekció között. Csábító, ám kétes: egyrészt, a szelekciótípusok között lehetséges az átfedés, másrészt, eldöntendő kérdés, hogy a természetes kiválasztódás mikor, milyen feltételek mellett tekintendő MST-nek.)

Önszerveződő rendszerek, emergencia

„Egy folyamat akkor számít önszerveződőnek, ha egy rendszer szervezettsége spontán módon növekszik, anélkül, hogy ezt a növekedést a környezet, vagy a körülötte lévő, vagy más külső rendszerek befolyásolnák” – állítja Heylighen. A változásokat az összetevők egymás közötti (szimultán) interakciói eredményezik, általában úgy, hogy a részek fizikai jellege nincs hatással az egész idő- és térbeli fejlődésére. A (nemcsak a matematikai értelemben vett) káoszból a rend felé ívelő folyamatot az ismert fizikai törvényeken kívül más törvények is vezérlik. 

Ahhoz, hogy egy rendszer önszerveződő viselkedést mutasson (self-organizing system, SOS), több előfeltétel és mechanizmus szükséges. Termodinamikailag nyitottnak kell lennie, különben az összes használható energiát kimeríti, tehát – lokális szinten mindenképpen – fontos, hogy elkerülje a termodinamikus egyensúlyt. Ha a rendszer nincs egyensúlyi állapotban, akkor dinamikusnak tekinthető, azaz folyamatos változásokon megy keresztül. Számos, egymással helyi interakcióban lévő, az interakciók során kizárólag „helyi információt” használó (ágensnek tekinthető) részből kell állnia. Az alkotóelemek közötti, valamint a magasabb szintre fejlődő szerkezetek és a részek közötti (pozitív és negatív) visszacsatolások létezése szintén kötelező érvényű (nemlineáris dinamika). Ugyancsak fontos az emergencia elvének érvényesülése. A részek cselekedeteiből spontán módon, váratlanul formálódó, az alacsonyabb szintű összetevőkbe „nem kódolt” minták, szerkezetek érhetők tetten az egészen. Az emergens jelenségek mintapéldái: felhők, örvények, a hangyák, vagy a méhek magatartása, a halak koordinált mozgása, az emberi agy működése…

Az emergencia három esetben bír rendkívüli jelentőséggel: ha a rendszer szerveződése (globális rendje) lényegesen előrébbmutató, teljesen más jellegű, mint a komponensek önmagukban; ha a komponensek – okozatként – a rendszer egészének az összeomlása nélkül helyettesíthetők; ha az eddigi komponensekhez viszonyítva szélsőségesen mások és újak a frissen keletkezett minták és tulajdonságok. Mindez azt jelenti, hogy a részekből nem következtethetünk a felbukkanó mintákra, s viszont: a minták nem vezethetők vissza, nem egyszerűsíthetők a részekre.

Megint felmerül a kérdés: milyen párhuzamok vonhatók az önszerveződés, az „új egészek” emergenciája, illetve az MST-k között? A komplexitás mikor éri el azt a pontot, amikor már MST-ről beszélhetünk? Mennyiben erőteljesebb az alulról felfelé történő szerveződés az SOS esetében?