Теория и Анализ Систем

 

 

 

Пятигорский  Государственный

гуманитарно-технологический университет (ПГГТУ).

 

 

.

 

 

 

Попов В.П., Крайнюченко И.В

 

 

Теория и анализ систем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Издательство ПГГТУ

Пятигорск 2012

 

 

 

 

УДК 65.012.1

ББК 65.050

П 78

 

 

Рецензенты:

Антюхина А.В.     доктор философских наук, профессор.

Узденова С.Б.       доктор педагогических наук, профессор.

 

 

Попов В.П., Крайнюченко И.В. Теория и анализ систем. Пятигорск.: ПГГТУ, 2012. – 236 с.

 

Учебник обобщает и развивает основы «Общей теории систем и системного анализа». Используется междисциплинарный подход. Даются краткие основы теории познания. С точек зрения естествознания, философии, теории управления, теории принятия решений кратко и критически обсуждаются основные концепции системного мировоззрения, излагаются основные достижения, обсуждаются спорные и устаревшие представления. Теория систем дополняется представлениями синергетики и концепциями глобального эволюционизма. Глава 8 и 10 полностью посвящены методологии системного анализа, в том числе, систем управления. В «Приложении» приводятся примеры успешного применения системного мировоззрения в сфере социальных и экономических наук.

Учебник может использоваться в курсах «Менеджмент организации», «Теория организации», «Исследование систем управления», «Системный анализ», «Управленческие решения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISBN  978-5-902050-69-8                 © В. П. Попов, 2012

                                                    ©  И. В. Крайнюченко, 2012

© ПГГТУ, 2012

 

 

 

Оглавление

1. Введение   (5)

2. Знание и реальность. (7)

2.1. Порядок из порядка. (19)

2.2. Резюме.  (25)

3. Понятие «система».  (29)

3.1. Построение системы.  (38)

3.2. «Цель» системы.  (41)

3.3. Биологические системы.  (43)

3.4. Социальные системы.  (45)

3.4. Техногенные, человеко-машинные системы.  (46)

3.5. Резюме.  (47)

4. История системного мировоззрения.  (53)

4.1. Резюме.  (63)

5. Инварианты функционирования систем.  (66)

5.1. Свойства, связанные со строением.  (74)

5.2. Свойства, связанные с функционированием.  (76)

5.3. Резюме.  (78)

6. Структура.  (82)

6.1 Элемент системы (структуры).  (83)

6.2. Иерархия структуры.  (87)

6.3. Социальные гетерархии.  (90)

6.4. Резюме.  (94)

7. Общая теория системных связей. (98)

7.1. Отношения.  (102)

7.2. Каналы связей.  (103)

7.3. Резюме.  (105)

8. Системный анализ.  (108)

8.1. Анализ проблемы.  (110)

8.2. Описание системы. (111)

8.3. Оценка эффективности функционирования системы.  (112)

8.4. Определение стратегической цели системы. (114)

8.5. Разработка альтернатив достижения цели.  (115)

8.6. Методы поиска решений.  (116)

8.7. Типы задач и стратегии поиска решений.  (119)

8.8. Метод «И – ИЛИ» дерева целей.  (120)

8.9. Операционное «И –ИЛИ дерево».  (121)

8.10. Этапы движения вниз от нулевого этажа.   (121)

8.11. Пример построения «И – ИЛИ»-дерева.  (124)

8.12. Резюме.  (128)

9. Исследование феномена управления.  (131)

9.1. Резюме. (140)

10. Анализ и синтез подсистем управления.  (144)

10.1. Структурный анализ.  (144)

10.2. Алгоритм исследования структуры управления.  (144)

10.3. Описание структуры изучаемого объекта.  (145)

10.4. Описание структурных связей.  (145)

10.5. Функциональный анализ структуры.  (145)

10.6. Характеристика информационных каналов.  (146)

10.7. Исследование фактической цели организации.  (147)

10.8. Диагностика проблемной организации.  (148)

10.9. Синтез эффективной системы управления.  (149)

10.10. Алгоритмы поиска эффективных решений.  (155)

10.11. Стратегический синтез систем управления.  (153)

10.12. Резюме. (160)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (165)

1.     Глобальный эволюционизм.  (166)

2.     Синергетика.  (170)

3.     Триединый фундамент Вселенной. Информация,

время,  пространство. (177)

4.     Цели развития живого и социального вещества.  (187)

5.     Управление и самоорганизация в социальном веществе.  (191)

6.     Виртуальное взаимодействие прошлого и будущего.  (201)

7.     Детерминанты истории.  (205)

8.     Инновационные подходы в социологии.  (211)

9.     Макроэкономическая системология.  (219)

10.      Теория труда и трудовой стоимости.  (229)

 

 

 

1. ВВЕДЕНИЕ.

 

Человечество тысячелетиями накапливало и передавало свой опыт следующим поколениям. Для каждого нового поколения объем ретроспективных знаний лавинообразно нарастал и усвоение его в полном объёме становилось невозможным. Выход был найден в специализации образования (освоение только профессионально необходимых знаний). Поэтому в настоящее время универсально образованных людей мало.

Динамика науки приводит к быстрому устареванию узких профессиональных знаний. Бывшие студенты, не связавшие себя с наукой, остаются на всю жизнь хранителями «научных рудиментов», мифов, полученных в образовательном процессе. И не только хранителями, но и ретрансляторами для своих детей. Достаточно напомнить, что модель плоской Земли держалась в сознании людей более двух тысяч лет. Но знания неизбежно устаревают и их обновлением занимается передовая наука.

Ещё большее отставание происходит в системе образования. Пока идет пересмотр устаревших знаний, образовательные учреждения продолжают традиционное обучение. Инерция длиться десятки лет, т.к. опубликованные учебники продолжают «работать» до износа. Написание новых учебников, их издание является процессом медленным и неуспевающим за развитием науки. Поэтому задачей образовательного процесса является не только перенос информации (знаний) от предшествующего поколения к новому, но и модернизация учебников, обучение технологиям познания, развитию творческих способностей, критическому отношению к сложившимся парадигмам.

Указанная проблема преодолима, если педагоги внесут инновации и сомнения прямо в текст лекций, корректируя устаревшие учебники. Учащихся следует готовить к мысли, что все знания являются упрощенными моделями реального мира и наступит время, когда их придётся пересматривать, отказываясь от догм и научных запретов. Для этого должны вестись дискуссии вокруг противоречий и «еретических» мыслей. Дискуссионные материалы обязательно должны входить в стандартные программы обучения. Тогда студенты будут требовать от преподавателей комментариев и объяснений, а преподаватели будут вынуждены выходить за рамки общепринятых догм, стимулируя свой научный рост.

В отличие от профессиональных знаний концептуальные знания устаревают медленнее, поэтому они должны составлять базу изучаемого материала. Образование должно проводиться на основе интеграции дисциплин, создавая ощущение цельного, системно связанного мира. Структура знаний должна строиться по схеме - «концептуально обо всем и конкретно о профессии». Профессиональные знания, безусловно, нужны, но часто оказываются шорами, которые мешают увидеть то, что видно только с «высоты птичьего полёта».

Необходим переход к целостному (холистическому) изучению природы и человеческого общества. Такой переход требует преодоления многих мировоззренческих и психологических барьеров, сформировавшихся в результате развития отдельных прикладных дисциплин. Возникает важная проблема создания единой научной базы для формирования гармоничного взгляда на развивающийся Мир. С середины 20 века наблюдается тенденция объединения всех дисциплин в единую систему наук. Происходит строительство «мостов» между естественными науками, математикой, инженерией, социологией и другими гуманитарными науками.

Для полноценного «видения» очень большого объекта необходимо менять точки зрения, т.е. перемещаться в пространстве. Исследователю, ученому, студенту также необходимо перемещаться в пространстве разных знаний, разных точек зрения, синтезируя многомерную картину мира. В связи с этим в естественнонаучном цикле появляются дисциплины и новые учебные специальности, которые пытаются освещать Мир с разных сторон (концепции современного естествознания, теория систем, экология, эпистемология).

Очевидно, что в высшем образовании назрела острая необходимость перевода преподавания на своеобразный метаязык, понятный как гуманитарию, так и слушателю естественнонаучного цикла. Перенос методов одной науки в другую создаёт эффект «расширения» сознания, развивает умение «заглядывать за горизонт». Знанием, связующим все читаемые в высшей школе дисциплины, может служить, например, теория систем и относительно недавно появившаяся новая наука – синергетика. Её основоположник Г. Хакен так охарактеризовал эту науку: «Я назвал новую дисциплину «синергетикой» не только потому, что в ней исследуется совместное действие многих элементов, но и потому, что для нахождения общих принципов, управляющих самоорганизацией, необходимо кооперирование многих различных дисциплин».

Сложность, многообразие проявлений жизни и невозможность прибегнуть к точному описанию стала проклятием для гуманитариев. Выучить бесконечное количество вариантов состояний социальных систем невозможно, поэтому нужно научиться самостоятельно решать нестандартные задачи. Для этого должны быть созданы универсальные методы и инструменты познания. Например, «инструментальной» наукой является математика, но для гуманитариев её сложность является кошмаром. Другой «инструментальной» наукой может стать системология. В связи с рассмотренными проблемами настоящий учебник обобщенно и критически рассматривает современное состояние «Общей теории систем».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ЗНАНИЕ И РЕАЛЬНОСТЬ.

 

Инструментом познания является мозг. Человек моделирует Мир мозгом, разумом, сознанием, компенсируя несовершенство органов чувств. Зрение, слух - это только приемники и ретрансляторы информации. Деятельность мозга в определённой степени детерминируется программами, выработанными эволюцией и сохраняющимися в генетической памяти бессознательного [36]. Поэтому мы очень часто проводим сложнейшие логические действия автоматически, не вдаваясь в подробности, как мы это делаем.

Сознание есть продукт природы, поэтому интегрировано с ней. Мозг не мыслит без человеческого тела. Тело не существует без социума. Социум не существует без биосферы, а биосфера - без Вселенной. Итак, для мышления нужна вся иерархическая структура Вселенной.

Мозг является подсистемой универсума, следовательно, его деятельность детерминирируется общими законами, поэтому в структурах мозга отражена история взаимодействия организма с внешней средой. «Органы чувств способны воспринимать внешний мир благодаря генетическому родству отображающего и отображаемого» [9]. Структуры сознания несут в себе информацию о прошлом и будущем. Прошлое включено в них как генетическая память, а будущее как идеи. Сказанное объясняет феномен интуиции.

В философии познание рассматривается как вид отражения, как единство чувственной и логической сторон деятельности [8]. Под субъектом разумеется индивид или сообщество индивидов, обладающих определенным уровнем знаний. Объект — это предмет познания (управления). Объект познания есть часть реальности, вовлеченной в познавательную деятельность [21].

Спиноза справедливо считал, что в человеке мыслит та же материя, которая простирается вокруг. Поэтому законы человеческой деятельности и есть законы того естественного материала, из которого построено тело человека [31].

Картезианская наука (Декарт) полагала, что в любой сложной системе поведение целого может быть выведено из свойств его частей [8, 36, 11]. Но современная наука пришла к мысли, что живые объекты нельзя понять посредством анализа. Свойства частей могут быть поняты только в контексте целого.

Чтобы получить «объективную» картину мира, в классической науке стремились минимизировать эффект присутствия наблюдателя,. Но любое изучение есть вмешательство в объект. Например, человек, изучающий лес, одним своим присутствием изменяет экосистему.

Отражение не пассивно, это взаимодействие субъекта и объекта (прямая и обратная связь). Объект отражается в сознании, и сознание отражается в объекте. Воздействие сознания на окружающий мир реализуется как трудовая деятельность. В результате изменяется и природа, и человек (формы тела и функции внутренних органов человека). Поэтому обществоведение и философия не должны исключать влияния наблюдателя на изучаемые процессы, ибо это искажает реальную картину знания.

Сознание человека отражает как «внешний» мир, так и мир «внутренний». Кора головного мозга в большей степени ориентирована на отражение «внешней» среды. Подкорка способна выполнять одновременно огромное количество операций по управлению сложнейшим организмом.

Главным вопросом гносеологии выступает вопрос об истине. Истина - это знание, адекватное действительности. Опыт человечества со времени появления hоmо sapiеns показал, что Мир до конца познать не удаётся. Чем больше мы узнаем, тем больше раскрывается непознанного (Платон). Кант пришел к выводу, что нельзя построить удовлетворительно обоснованную картину мира, т.е. мир непознаваем [17]. Философ утверждал, что ни формы чувственного познания, ни понятия и суждения рассудка не дают полного знания о «вещах в себе». Логика исследует только формы мыслей, но не их содержание.

Гельмгольц в своей теории символов утверждал, что наши ощущения не есть «зеркальные» образы действительности, а суть символы (т.е. некоторые модели) внешнего мира [2]. Очевидно, полного знания быть не может, т.к. любой объект содержит объём информации, превышающий ёмкость мозга человека. Чем глубже мысль проникает в недра материи, тем труднее вообразить тонкие структуры «здравым умом», поэтому приходиться строить упрощённые модели.

Наше знание имеет границы с двух сторон. Со стороны бесконечно малых и со стороны бесконечно больших величин. Следует постулировать, что любой закон, любое знание нельзя распространять дальше горизонта достоверности. Опыт ограниченной системы нельзя делать всемирным [37] (например закон тяготения Ньютона).

Однако Кант замечает, что существует трансцендентальное знание, предшествующее опыту (возможно генетической природы). У Декарта априоризм проявляется в его учении о «врожденных идеях». По его мнению, основные понятия математики и логики являются прирожденными [11]. Близкой в данном отношении является концепция Лейбница, согласно которой все наши будущие мысли и представления есть только следствия прошлых мыслей и представлений. По Лейбницу, в душе действует «принцип предустановленной гармонии», организующий поведение согласно естественным законам природы. Люди пользуются этими законами, «не отдавая себе в этом отчета». В душе «существуют инстинкты, заключающие в себе теоретические истины» [22]. Это замечание согласуется с представлениями о том, что в психике зашиты шаблоны поведения, сформированные законами универсума [25]. Эти шаблоны способствуют принятию эффективных решений и облегчают поиск истины.

Б. Рассел пишет: «Мы твердо придерживаемся учения, которое вдохновляло философию эмпиризма: что всё человеческое знание недостоверно, неточно и частично». «Всякое знание является сомнительным, и мы не можем сказать, при какой степени сомнительности оно перестает быть знанием». Если физика пользуется понятием атома или какой-либо элементарной частицы, то эти понятия не более чем логические конструкции, так как микрообъекты не наблюдаемы в опыте [28].

Для семантиков знание полностью субъективно. Для каждого своя истина, так как она является результатом его творчества. В связи с этим Лоувилл пишет: «Истина... каждому представляется по-разному. Она лежит на дне колодца, и тот, кто смотрит вниз в поисках ее, видит на дне лишь свой собственный образ...» [29]. Джемс У. под вещью понимает поток чувственного опыта, а не объективно существующую реальность [13]. Агностическую линию в гносеологии продолжает философия экзистенциализма, выдвинувшая идею «множественности истин» и непознаваемости человеческой сущности [32, 8].

Процесс познания состоит из ряда этапов. Его объектом является некоторая действительность, а формой - ощущения, восприятия и представления. Чувственные восприятия первичны. Информационные потоки воздействуют на рецепторы, в которых осуществляется их перекодирование, и «запись» в нейронных кластерах мозга. В сознании возникает нечто отличное от суммы восприятий, т.е.  моделируется образ объекта, предмет наблюдения. Способность субъекта выходить в процессе познания за пределы чувственных восприятий обусловлена предшествующим познавательным опытом человечества [36].

Итак, предмет знания не тождественен объекту: он является продуктом человеческой познавательной деятельности и подчинен особым закономерностям, не совпадающим полностью с закономерностями объекта. Предмет познания формируется из обобщённых понятий, отделённых от объекта. Последующие логические процессы оперируют абстрактными образами, а не ощущениями. Это позволяет зафиксировать научные понятия в знаках.

Любому исследованию объекта предшествует возникновение гипотезы о его строении. Исследование направлено только на подтверждение гипотезы. Если добытые эмпирические факты противоречат гипотезе, то строится другая гипотеза, включающая новые эмпирические факты и проводится её проверка. Вновь выявляются несоответствия и, таким образом, осуществляется последовательное приближение к удовлетворительной модели. Прошедшая проверку и доказанная на опыте гипотеза становится научной теорией. Научная теория представляет собой систему основных идей, обобщающих опытные данные и отражающих объективные закономерности природы на определённом уровне человеческого знания.

Гипотеза первоначально исходит из бессознательного. По мнению Ш.Н. Чхартишвили, мысль формируется раньше, чем оформляется в языке. «Истина добывается не ценою умозаключения, процесс творчества производится бессознательно, формальная логика здесь никакого участия не принимает. Она входит в сознание в виде готового суждения» [35]. К. Гаусс говорил: «Мои результаты я имею давно, я только не знаю, как я к ним приду». Эйнштейн рассказывал, что его внутренние установки, чувство цели, направляли движение мысли. Поиск носил направленный характер.

Фон Нейман отмечал: «В чистой математике действительно мощные методы оказываются полезными в том случае, если уже имеется определенный интуитивный контакт с объектом, если до проведения доказательств мы уже имеем некоторое интуитивное представление, некоторое интуитивное предположение, которое потом в большинстве случаев оказывается верным» [35]. Таким образом, математика становится эффективной, если предварительно проведен глубокий содержательный анализ.

Сказанное можно иллюстрировать следующим примером. Если ребенку предлагают сложить некоторую картинку из кубиков, то для успешного результата ему предварительно показывают эту картинку (в сознание вводится гипотеза). Если взрослый человек из тех же кубиков пытается сложить картинку, не имея в сознании гипотезы, то методом проб, используя некоторые правила, ему все же удастся её сложить. Правила достаточно простые. Надо стыковать кубики одного цвета, и контурные линии фрагментов рисунков не должны разрываться.

Значительно сложнее обстоят дела, если, из накопленного человечеством опыта, учёный пытается построить новую модель Мира. Он собирает факты и из этих фактов пытается «сложить» мировоззрение. Факты подгоняются, складываются в образ по определённым правилам. В итоге возникает модель, не имеющая аналогов, которую сам создатель видит впервые. Новизна, отсутствие аналогов обществом воспринимается как бред («этого не может быть»). Далее, в ходе изучения обнаруживается «правильность» модели, появляются подтверждения, и мнение изменяется («в этом есть что-то рациональное»). Наконец бывший «бред» попадает в справочники, становится догмой.

Развитие науки привело к пониманию того, что поведение сложного объекта редко удается объяснить изменением одного параметра. Изменение одного параметра обычно вызывает изменение множества других, которые, в свою очередь, влияют на первый параметр. Исследования в физике облегчаются, благодаря возможности уменьшения в эксперименте числа независимых переменных. Но такие средства неприменимы в биологии, психологии, социологии, т.к. в этих науках невозможно (очень трудно) избавиться от совокупности связанных между собой переменных. Поэтому остро стал вопрос о новой методологии, способной сменить классический подход.

Древняя индийская и китайская философии сохранили систему воззрений, согласно которым Мир (природа) есть не атомарная совокупность предметов, а единая нерасчлененная, вовлеченная в движение реальность, живая и органическая, идеальная и материальная одновременно [6].

Однако сознание фрагментарно. Непрерывный, связанный, цельный Мир сознание разделяет на фрагменты, поэтому мы видим отдельные вещи. Органы зрения также работают дискретно. Глаз воспринимает объект не целиком, а сканирует его в определенной последовательности, начиная с границ. Сознание моделирует «вещи», отдельности, индивидуальности на фоне неделимой среды. Сознание дискретно мыслит словами, расчленяет Мир на элементы [25]. Логико – вербальное мышление (на базе сознательной речи) последовательно дробит объект (анализ) и создает фрагментарное восприятие [37].

В прошлом работа прагматичного сознания привела к распаду целостной картины Мира на фрагменты. Специалисты из разных областей перестали понимать друг друга. Этот период стали называть классическим, редукционистским. Редукционисты все объекты видели отдельными, с четкими границами. Связи между объектами часто игнорировались. Примером может служить классическая термодинамика Л. Больцмана, который описывал «идеальный газ», пренебрегая взаимодействиями между молекулами. В итоге появился ложный миф о тепловой смерти Вселенной. Но даже в современной экономической, социальной литературе продолжают использовать понятие «энтропия» при попытках объяснить сложные явления.

«Характерная для механистической науки фрагментация мира порождает серьезную дисгармонию и чревата опасными последствиями. У нее есть тенденция не только разделять то, что неделимо, но и объединять то, что несоединимо, создавая искусственные структуры: национальные, экономические, политические и религиозные» [28].

В связи с этим, Ротенберг выделяет два типа мышления [30]. Логико-вербальное (на базе речи), которое обладает фрагментарным восприятием объекта, т.е. последовательно дробит объект (анализ). И пространственно – образное мышление, которое с речью не связанно. Образное сознание индивидуально, определяется в основном деятельностью правого полушария, его трудно транслировать другим людям. Например, образы, переживаемые в состоянии медитации, пересказать невозможно, кроме того, они для каждого человека индивидуальны и не могут составить основу научного знания.

Нобелевский лауреат Д. Бом полагает, что концептуальная фрагментарность поддерживается самой структурой нашего языка, выделяющего субъект, глагол и объект. Он предложил основы нового языка под названием "реомод", который не допускает обсуждения наблюдаемых фактов на языке отдельно существующих вещей, а описывает Мир в состоянии потока, как динамический процесс.

«Беда узкого профессионализма заключается не только в строгом ограничении мышления рамками предмета данной науки, а в его неспособности ясно видеть связанные с этой ограниченностью пределы компетенции собственной науки» [16].

Дискретность нашего сознания возникла потому, что источником информации для нашего сознания являются неоднородности материального мира. Совершенно однородная, бесконечная среда не является источником информации для человека. Если неоднородности не различимы органами чувств и приборами, то такая кажущаяся неоднородность оценивается как пустота. Длительное время вакуум толковался как пустота, т.к. люди не имели средств наблюдения его неоднородностей. Только во второй половине ХХ века открыли структуры (неоднородности) вакуума.

Сознание «доверяет» ощущениям, главные из которых: зрение, слух, осязание. Эти ощущения являются «узкими» воротами в Мир, поэтому модели объективной реальности сильно упрощены. То, что не проходит через информационные фильтры сенсоров, оценивается как отсутствующее. Поэтому возникли представления о пустоте, отсутствии материи. От разрешающей способности сенсоров зависит картина Мира, создаваемая сознанием.

Несовершенство органов чувств человек научился компенсировать техническими средствами, изобретая соответствующие приборы, которые помогают различать неоднородности, недоступные естественным органам чувств. Например, Левенгук с помощью микроскопа открыл в капле воды мир микроскопических существ. Телескоп позволил узнать много нового о космосе. Философские категории и понятия также являются «инструментами» человеческого мышления и от их полноты, их «качества» зависит глубина проникновения в сущность вещей. Кроме того, человек научился усиливать техническими средствами не только свой двигательный, но и мыслительный аппарат. Создаются системы искусственного интеллекта, используются экспертные системы, электронные базы данных, методы коллективной генерации решений. В СССР был разработан алгоритм решения изобретательских задач [1], который формализовал подсознательные мыслительные процессы. Все это в совокупности приводит к расширению знаний, ускорению научного и технического прогресса. Но расширение техногенных информационных каналов, увеличение их пропускной и разрешающей способности не устранило ограничений в «конструкции мозга», не расширило возможности сознания человека. Сможет ли это сделать техногенный интеллект, покажет время. Мозг человека в течение многих тысяч лет оставался таким же, каким он создан природой, и человеческой цивилизации трудно (может быть невозможно) преодолеть его ограниченность.

Итак, сознание является средством идентификации и интеграции неоднородностей (атрибутивной информации) материального Мира. Непрерывный, неоднородный мир моделируется сознанием в виде совокупности фрагментов, элементов, связей (Приложение 3).

Мы слишком преувеличиваем возможности человеческого сознания. На самом деле сознание прагматично, действует быстро, но слишком упрощает (абстрагирует) действительность. Трудности операций с множеством переменных проявляются в стремлении упростить задачи, объяснять явления единственной причиной, или простой линейной зависимостью. Однако каждое следствие имеет множество причин. Простая линейная логика оперирует схемой: «одна причина – одно следствие», но в реальности «букет» причин порождает «букет» следствий.

Сознание маломерно (не более трех измерений). Нелинейный и многомерный Мир как бы отсутствует для чувств человека. Человек не «видит» четырехмерные объекты, как глаз лягушки не воспринимает неподвижные предметы. Только возможность абстрагироваться от здравого смысла (например, с помощью математики) способна поднять человека над рудиментами линейного сознания.

Продукцию дискретного сознания можно кодировать посредством вербализации, письменности, особых знаков, математических символов и пр. Таким образом, «предмет» мышления - это иерархическая система замещений объекта знаками, включенными в определенные системы оперирования [37].

Объект существует независимо от знания. Предмет, напротив, формируется знанием. Изучая объект, мы берем его с одной или нескольких сторон. Эти выделенные стороны становятся «представителями» всего многостороннего объекта, они фиксируются в знаковой форме. В результате образования таких идеализированных систем происходит расхождение предмета познания и объективной реальности. Известно, что геометрия, механика и др. науки изучают свойства таких объектов (точка, линия), которых в действительности нет, но порождают иллюзии, как будто мы имеем дело не с предметами, а с самими объектами. Это иллюзорное понимание (знание) проникает даже в высшие этажи науки. Очевидно, что трёхмерная система координат есть продукт сознания и в реальности не существует.

Но познание не ограничивается деятельностью сознания. Многомерное подсознание способно синтезировать сложнейшие образы. Образное мышление с речью не связано и представляет мир целиком (холизм). «Раздвоение» мышления на сознание и подсознание позволяет понять, почему действительность одновременно оценивается как локальная и распределенная. Взаимодействие сознания и подсознания составляет основу системного видения мира. Со временем сознание начинает пользоваться генетическим опытом подсознания. Если подсознание на уровне интуиции способно принимать верные решения, а верные решения не должны противоречить законам мира, следовательно, законы развития Мира «известны» подсознанию.

А. Богданов в начале ХХ века всю организаторскую деятельность человека связывал с генетическим наследством. «Человек в своей организующей деятельности является только учеником и подражателем великого всеобщего организатора - природы. Поэтому методы человеческие не могут выйти за пределы методов природы и представляют по отношению к ним только частные случаи» [4].

В первой половине ХХ века роль неосознанного в действиях людей изучал К. Юнг. Существование системы установок и реакций, незаметно определяющих жизнь человека, К. Юнг назвал архетипами. Он писал: «Не только элементарные поведенческие акты вроде безусловных рефлексов, но также восприятие, мышление, воображение находятся под влиянием врожденных программ, универсальных образцов. Не только большинство действий человека, но и все исторические, культурные явления зависят от подсознательных влечений, которые сублимируются в духовной деятельности и, в первую очередь, в сферах религии, искусства, философии, политики, морали. Прообраз или архетип является итогом огромного опыта бесчисленного ряда предков. Мы спускаемся даже к наследию до человеческих предков. Психический аппарат всегда устанавливал отношения организма со средой, поэтому в психике запоминались типичные реакции на повторяющиеся события» [38].

Существование архетипов можно объяснить тем, что человек сам есть продукт развития биосферы. Его мозг прошел длительную цепь эволюционных превращений. Выживали особи, принимавшие правильные решения, согласованные с законами развития (естественный отбор). Подсознание аккумулировало эмпирический опыт (интуиция, индивидуальное бессознательное). Поэтому в мозговых структурах фиксировались каноны развития, которые детерминируют решения, поступки, поведенческие реакции. Современная наука не без основания относится с большим уважением к методам интуитивного познания. Интуитивное знание аккумулировало рациональную эмпирику прошлых поколений.

Мозг, нервную систему можно рассматривать как устройство, моделирующее внешний Мир [20, 14]. Такой точки зрения придерживаются многие исследователи. «Все процессы в живом отражают требования бытия, среды, поэтому в живом зашиты все законы и алгоритмы среды» [23]. «Структуры сознания несут в себе информацию о прошлом и будущем. Новое знание вначале формируется в подсознании. Все, что сознание способно дать в качестве нового знания, уже дано в бессознательном виде» [15]. «Гениальный человек как будто имеет внутри своего разума нечто вроде гомункулуса или ментального демона, подсматривающего за его собственными мыслями» [23].

Совокупность фактов приводит к выводу, что системный взгляд на мир (как и логика) «зашит» в подсознании человека и передается из поколения в поколение.

Заслуга А. Богданова, Л. фон Берталанфи и других разработчиков теории систем состоит в формализации подсознательных правил системного мышления. Как видно, развитие науки способствует переносу опыта природы из подсознания в сознание (логика). Задача обучения методам творчества заключается в переводе неосознанных процессов на уровень сознания. Только осознанные факты можно передавать ученикам.

Практика является единственным, объективным критерием истины [15]. Подтверждение теории практикой свидетельствует об относительной завершенности теории, об ее объективной истинности. Наука всегда коллективная. Коллективный опыт корректирует ложные умозаключения индивидуума. Если мнения разных незаинтересованных субъектов совпадают, то следует признать существование объективной реальности. Хотя и здесь могут быть ошибки. Часто коллективное мнение является результатом внушения, а не результатом коллективного опыта. Даже очень серьезные люди поддаются соблазну довериться авторитету, слухам, а не своему личному знанию. В науке принято не доверять, а проверять. Новые открытия признаются только в том случае, если в ходе проверки не удаётся их закрыть.

Методом доказательства истины является экстраполяция (распространение) теоретических принципов, понятий, систем исчислений и т.п. из одной сферы научного познания в другую. Без экстраполяции не создается ни одна новая научная теория. Экстраполяция является одним из проявлений относительной самостоятельности логического познания. Если экстраполяция подтверждает, дополняет разрабатываемую модель, то это приближает знания к истине. Если возникают противоречивые факты, трудно укладываемые в модель, то возникают сомнения в истинности.

Однако и на этом пути возникают проблемы. Паттерны мышления порабощают каждого ученого. Новое – это ересь для носителей парадигм. Возникают догмы в следующей последовательности: учение - доктрина – догма. Догма – стадия вырождения идеи, неспособность к развитию. Планк писал: «Обычно новые идеи побеждают не так, что их противников убеждают, и они признают свою неправоту, а большей частью так, что эти противники постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу» [15].

Для развития науки нужна долговременная память, как индивида, так и социума, а также способность сравнивать разные факты и образы. Отсутствие памяти лишает возможности воспринимать мир, формировать образ времени и пространства. Кратковременная память мозга, не простирающаяся за пределы жизни индивида, компенсируется изобретением долговременной, знаковой памяти социума (библиотеки, техносфера и пр.).

Очевидно, сознание оперирует накопленной памятью и не может выйти за её пределы. Все предметы являются комбинациями фрагментов известных на Земле живых существ и объектов, но чаще в этих химерах присутствует антропоморфизм (кентавры). Образ, не имеющий аналогов, сознанием не может быть идентифицирован, воспринят, передан другим. По этой причине для доказательства изобретения требуется привести несколько аналогов и прототип. В преподавании нового материала учащимся следует демонстрировать примеры, аналоги. Наука прибегает к метафорам, поэтому при построении структуры атома использована модель (аналог) солнечной системы.

В геометрии все начинается с аксиом («истин», не требующих доказательств, а принимаемых на веру в связи с большим эмпирическим опытом). Эмпирический опыт аксиом ограничен рамками человеческой практики, рамками некоторого горизонта событий. Но закономерностью является тенденция распространения аксиом, выводов, опыта за рамки горизонта их применимости, достоверности. Например, линейная система координат Декарта не существует в объективной реальности, а является лишь инструментом сознания для формализации ощущения пространства. Сознание пытается уложить всё многообразие форм в прокрустово ложе придуманной системы координат. Мало кто обращает внимание на то, что, параллельные линии не пересекаются только в зоне доступной наблюдениям. Однако существует и сферическая система координат, где вместо линии используется окружность. Долгое время постулат Эйнштейна о предельности скорости света тормозил прогресс науки.

Психика индивидуума всегда ставит своё «Я» в центр мира (антропоцентризм). Человек (человечество) ощущает себя центром мира. Люди воспринимают окружение через призму своего «Я» (антропоморфизм). Поэтому древние греки представляли своих многочисленных богов в виде людей. Христиане постулировали источник всего сущего в образе всемогущего бога, являющегося образом и подобием человека. Уход от мира чувств в мир логики позволяет уйти от антропоцентризма и антропоморфизма.

Научное знание создаётся на базе инвариантных явлений. Наука изучает повторяющиеся ситуации и формулирует из них законы природы. Наука ищет только универсальные принципы. Любые принципы основаны на опыте и консенсусе (общественном соглашении). Опыт изучения различных объектов и явлений, общественная оценка и осмысление результатов позволяют сформулировать некоторые утверждения общего характера, которые определяют методологию системного подхода. Некоторые принципы получают теоретическое обоснование, другие обоснованы эмпирически, а некоторые имеют характер гипотез. Знание этих закономерностей позволяет понять процессы, происходящие в сложных системах, независимо от их типа и природы, а также перенести знания из изученных областей в менее изученные.

Н.П.Федосеев в споре об универсалиях пишет. Хорошо известно, что в наши дни эта философская проблема не только не потеряла важности, но стала более актуальной. Универсалии позволяют правильно выбрать точку отсчета, упорядочить логику мышления [3].

Знания накапливаются, растут, а природа рассматривается как неизменный мир законов, хотя идеи эволюционизма подразумевают изменчивость даже законов. Но и знание законов не отвечает на вопрос, как достичь тех или иных целей [37]. И получается, что наука оказывается неадекватной ситуационной деятельности практика. Невозможно предсказывать, как известные ситуации будут меняться, если не изучать инварианты законов развития (Приложения 1, 2, 7).

Методы исследования развивающихся объектов должны рассматривать не только функции объекта, но также их генезис. Генетические связи продолжают действовать и оказывать влияние на программы функционирования и даже определяют характер последних. Для того, чтобы исследовать и воспроизвести в знании программу функционирования объекта, надо предварительно исследовать и понять его генетическую природу. И наоборот, понимание генезиса зависит от того, насколько глубоко мы проанализировали функции развитого состояния объекта [37].

Несовпадение объекта познания с объективной реальностью не только в том, что он представляет собой лишь ее часть, но и в том, что логическое познание направлено на исследование идеализированных систем, построенных с помощью абстрагирования отдельных сторон, свойств и отношений реальности. В процессе абстрагирования происходит отвлечение от всего не имеющего отношения к определенной ситуации. Отход от непосредственной связи с предметом в чувственном опыте является необходимым условием образования абстракций. В науке известно довольно большое число принципов [8, 36], однако в любом изложении они являются абстракциями, т.е. обладают высокой степенью общности и пригодны для любых приложений. Древние схоласты утверждали: «Если нечто верно на уровне абстракций, оно не может быть неверным на уровне реалий» [2, 7].

 

 

Рис. 1. Иерархия движения от частного (чувственного) к общему (абстракции).

 

Только в логическом образе дано знание причины и следствия. Логика выделяет сущности объективного мира. Мышление способно получать новое знание путем логической переработки, имеющейся научной базы. Но и логик существует множество. Логическое познание движется к новым результатам от одного уровня абстракции к другому (рис.1). Уровень 1 есть чувства. Уровень 4 – обобщения и категории. Движение наверх от уровня 1 к уровню 4 лишает образы многих деталей (меньше углов, неоднородностей), возникают понятия.

Складывается мыслительная конструкция (модель), включающая определённые исследовательские процедуры (рис. 2):

1. Эмпирическое выявление свойств изучаемого объекта.

2. Описание функций.

3. Конструирование структуры с аналогичными функциями (модель).

Рис.2. Логика построения модели.

По сути дела, структура - это мыслительная конструкция, которую можно материализовать разными способами. Важно, чтобы структура выполняла заданные функции. Например, руку сварщика можно моделировать из металла (робот).

Знание есть отраженный в сознании, приближенный образ реальности на некоторый конкретный момент времени. Приближенный образ реальности принято называть моделью, поэтому философское понятие «идеальное», «отраженное в сознании» можно заменить синонимом – модель. Модель - это некоторый «заместитель» объекта исследования, отражающий в приемлемом виде все наиболее важные параметры и связи изучаемого объекта.

Появилось понимание, что объектами науки выступают не сами явления реального Мира, а их аналоги – модели (идеальное отражение реальности), поэтому картина Мира складывается из совокупности связанных между собой модельных представлений. «Моделирование всегда что-то «обрубает», огрубляет, высекает из бесконечного разнообразия элементов и отношений между ними» (В.Н. Сагатовский). В реальном мире элементами системы могут выступать объекты любого рода, однако в зависимости от целей и задач исследования можно построить модель, отражающую наиболее важные в данном рассмотрении параметры и связи объекта.

Любая модель всегда имеет ограничения в применимости. Например, геометрия Евклида справедлива, если все построения происходят на плоскости. Но идеальная плоскость исключительно редкий случай. Чаще встречаются поверхности искривленные, поэтому сумма углов треугольника или больше, или меньше 180°. Измеряя сферическую Землю геометрией Евклида, мы ошибаемся, но лучше измерять с ошибкой (достаточной для практических целей), чем не измерять никак. За евклидовой геометрией появились более сложные геометрии на искривленных поверхностях (Риман, Лобачевский). Для практики важно, чтобы модели «работали», т.е. позволяли выживать и решать практические задачи.

Модель (идеальное, субъективное) всегда проще, чем объективная реальность и не только потому, что неизвестны какие – либо детали объекта. Ограниченность сознания вынуждает часто искусственно упрощать образ сложного объекта, чтобы получить хотя бы какое-нибудь решение. Фрагментация Мира в системном анализе является следствием ограниченных возможностей сознания.

Развитие науки постоянно усложняет модели, увеличивает их количество, расширяет границы применимости, но полная картина остается недостижимой, как горизонт. При большом количестве моделей некоторого объекта или явления возникают трудности интеграции этих моделей в слитный образ, т.к. возможности сознания остаются ограниченными. Не достаточно иметь энциклопедические знания, необходимо ещё уметь синтезировать из них системы. Постижение многомерной картины Мира доступно ограниченному кругу лиц, которые развили в себе многомерное воображение.

Ограниченность мозга вынуждает искусственно упрощать образ сложного объекта, чтобы получить хотя бы какое-нибудь решение. Рост научных знаний главным образом уточняет прежние модели и редко полностью их опровергает. Чаще синтезируются новые модели как комбинации «старых».

Ситуация моделирования красочно отражена в древней индийской притче. Трое слепых пытались узнать, что такое слон. Один ощупал хвост, другой ощупал ногу, третий исследовал бок слона. «Слон, как верёвка» - сказал первый. «Нет, слон, как столб» - сказал второй. Третий сравнил слона с горой. Видно, что, познавая новое, мы неизбежно сравниваем его с чем-либо известным ранее, т.е. уже имеющимся в памяти. Образ «правильного» слона смог бы возникнуть только при синтезе мнений разных слепцов, или из синтеза представлений одного старательного слепца, который ощупал бы всего слона.

Построение моделей является предметом методологии науки. Предусмотрены две исследовательские процедуры: разложение объекта на части и объединение частей в целое. После того, как объект разложен на части, осуществляются процедуры измерения характеристик его частей. Далее объект синтезируется по характеристикам его частей. Объединение частей в целое выступает как обратная процедура по отношению к разложению целого на части; однако то, что получается в результате, не есть возвращение к исходному состоянию целого [37].

Когда объект разлагают на части, то на связи между частями внимания не обращают. Иногда эти связи невидимы (электромагнитные, гравитационные силы). Чтобы скрепить, соединить части, полученные при разложении, нужны дополнительные средства (связи). Связи привносятся извне конструктором, учёным и носят конструктивный и гипотетический характер. Способы связи элементов определяют структуру целого. Поэтому структура также создаётся конструктором модели [37].

Структура есть фикция, которая вводится для объяснения свойств целого. Структуры подбираются так, чтобы они могли объяснить уже выявленные свойства. Структура рассматривается как модель исследуемого объекта. Познание завершается построением модели, но носит условный характер и может быть опровергнуто впоследствии (глава 6) [37].

При математическом моделировании вопрос о соответствии модели исходному объекту часто отодвигается на задний план или совсем отбрасывается. А это значит, что «математическая» теория построения структур, хоть и является как идея весьма естественной и как теория весьма плодотворной, в определенных отношениях не может заменить задачу эмпирического исследования определенных объектов. Математические модели надо «офизичивать». Непосредственная цель логического познания – это создание мысленной модели, адекватной познаваемому объекту, которая обеспечивает эффективную практическую деятельность субъекта.

Людей надо учить искать истину, т.е. нужны методы поиска истины. Нужно вырабатывать методологию познания, применимую во всех случаях [24]. В качестве метода познания используются логика, включающая как общие принципы диалектики, так и частные приемы исследования: индукция и дедукция, анализ и синтез, абстрагирование и конкретизация, аналогия, идеализация, моделирование, экстраполяция, классификация и пр. [16]. Только в логическом образе дано знание причины, связи сущности и явления и т.п. Специфика логического образа в том, что понятия, абстракции высшего уровня можно тиражировать, передавать другим. Саморазвитие научно-теоретического знания базируется на способности логического мышления получать новое знание на основе имеющейся научной базы.

В логическом исследовании важно выделить в объекте состав, структуру, элементы, связи, основную форму. Такую методологию использует и системный подход, который пока находится в стадии развития. В связи с поставленными вопросами логично рассмотреть представления о порядке и хаосе.

 

2.1. Порядок из порядка.

Известным литературным штампом является представление, что в изолированных системах развитие направлено к хаосу, к росту энтропии, а в открытых нелинейных системах может идти усложнение, возникает «порядок из хаоса» [5, 27]. Отправными точками для такого мнения послужили работы Л. Больцмана (классическая термодинамика) и разработчика нелинейной термодинамики И. Пригожина [27]. В наших представлениях хаотические явления ассоциируются со случайностью, непредсказуемостью, непознаваемостью. Но что есть познание?

Все понятия возникают в сознании наблюдателя как обобщённые модели определённых ситуаций. Если в природе объективно существуют хаотические процессы то их образы, отражённые в сознании, также не могут быть структурированными. Однако очень сложный по структуре и поведению объект по разным причинам также может оказаться недоступным для изучения. В этих случаях сознание вынуждено моделировать его как хаос. Как отличить хаос субъективный от хаоса объективного?

Интуитивно мы разделяем объекты на простые и сложные. В 70 гг. ХХ века Г.Н. Пивоваров классифицировал сложность объектов по числу содержащихся в них элементов. Подразумевалось, что простые системы содержать мало элементов (103  - 106), а сложные – много (1010 - 1012). Это слишком упрощённая характеристика, т.к. сложность является интегральным понятием [19].

Н. Винер отождествлял сложность и организованность. С. Бир сложность определял степенью детерминации объекта. А.Б. Берг характеризовал сложность количеством требуемых языков для описания. Колмогоров сложность оценивал длиной алгоритма преобразования одной системы в другую. Фон Нейман сложность системы определял не структурой, а вариабельностью поведения, предсказуемостью и разнообразием функций [19].

Итак, однозначного понятия «сложность» не существует. Но, очевидно, все определения исходят из возможностей интеллекта моделировать объекты. Очень сложный объект сознание моделирует как хаос, а доступный интеллекту, как упорядоченность. Между простотой и сложностью существует непрерывный ряд «смешанных» моделей, в которых упорядоченность сочетается с «белыми пятнами» хаоса.

В зависимости от опыта, знаний, «развитости» сознания индивидуума представления о порядке и хаосе смогут быть различными. Один слушатель симфонического оркестра воспринимает гармонию и упорядоченность музыки, другому слышаться неупорядоченные звуки. Строгий, упорядоченный математический язык для дилетанта может показаться бессмысленным.

На антенну радиоприемника поступают сигналы от сотен радиостанций. Резонансный фильтр приемника способен выделить из шума полезный сигнал, в итоге, мы слушаем радиопередачу (порядок). Если резонансный фильтр отсутствует, то наложение сотен радиопередач создаёт шум (хаос). В данном случае хаос возникает в результате невозможности переработать избыточное количество вполне упорядоченной информации. Поэтому, когда в псевдохаотических процессах удаётся увидеть нечто простое, понятное сознанию, говорят, что порядок родился из хаоса. В реальности из сверхсложного (непонятного) порядка родился более простой (понятный) порядок. Иллюстрацией может послужить часто цитируемая работа И. Пригожина «Порядок их хаоса» [27].

В силу того, что Мир устроен очень сложным для человеческого понимания образом, а скорость познания ограничена дефицитом энергии, вещества и времени, абсолютное знание не будет достигнуто. Поэтому хаос (непознанное) останется вечным спутником человека. Не смотря на то, что область знаний постоянно расширяется, открываются новые горизонты незнания (хаоса). Во многих случаях люди и не стремятся уточнять модели, т.к. допустимые ошибки не мешают существованию и развитию человечества. «Плоскую» геометрию Эвклида, не смотря на неточности, изучают во всех школах, потому, что она проста. Но более точную и сложную геометрию Лобачевского и Римана знают лишь единицы. Сложные модели остаются недоступными для понимания большинства людей в силу особенностей их интеллекта.

По мере того, как сознание находит способы моделирования очень сложных, запутанных ситуаций, в хаосе удаётся обнаруживать некоторую упорядоченность. Например, Э. Лоренц в 1963 г. описал дифференциальными уравнениями структуру глобальных метеорологических явлений, которые ранее считались хаотическими.

Некоторые объекты остаются непознанными (хаотическими) из – за кратковременности своего существования. Например, вакуум долго казался пустотой, потому, что не удавалось заметить его динамичную структуру [12]. Из вакуума на мгновение рождались элементарные частицы и успевали исчезнуть прежде, чем сознание успевало их осмыслить. Но в ХХ веке возникла физика вакуума, открывшая «виртуальный» порядок.

Другие объекты существуют достаточно долго, но не доступны лабораторному исследованию. Например, шаровая молния непредсказуемо и кратковременно появляется в неожиданном месте и не может быть доставлена в лабораторию для исследования. Аналогичная картина складывается с НЛО.

Нам понятно, что в мысленных моделях хаос является следствием неполноты человеческих знаний, причина которых может определяться статикой и динамикой объективного Мира. Если наблюдается «статичный» объект, то это даёт возможность провести анализ его структуры. Если анализ не удаётся, то в сознании возникает образ «статичного хаоса».

Если объект находится в постоянной динамике и не удаётся построить алгоритм его изменчивости (например, формы облаков, стаи рыб), то в сознании отражается «динамический хаос». Если все же обнаруживается закономерность, например, ритмы активности Солнца, то возникает упрощённая модель «динамического порядка».

Итак, для нас важен вывод, что порядок и хаос есть системное единство, как свет неотделим от тьмы. Объект, в котором невозможно увидеть порядок, считается хаотическим. При возможности построить упорядоченную модель объект выделяется из хаоса.

Но существует ли вне субъекта хаос, который никакими способами познания структурировать невозможно? Существует ли «объективный» хаос в природе? Рассмотрим известные примеры, которые могут претендовать на эту роль.

Если изучается система с очень большим количеством элементов, которые отличаются друг от друга свойствами или поведением, индивидуальное описание каждого элемента практически невыполнимо по «техническим» причинам. Как нет возможности описать каждую отдельную молекулу в жидкости или газе, также невозможно описать каждую песчинку на пляже, каждый кристаллит в горных породах, каждую рыбу в стае, каждую клетку в колонии бактерий и т.п. Известно множество таких объектов: горные породы, композиции полимеров, керамика, сплавы металлов, организмы, клетки, социумы, биосфера, космические объекты и др. Для полного описания всех элементов не хватит ресурса времени, информационной ёмкости всех ЭВМ.

Такие объекты можно было бы отнести к объективному хаосу, если бы не были разработаны методы математической статистики, функции распределения (Гаусса, Максвелла и др.), способы усреднения множества параметров. Давно открыты «газовые законы», позволяющие с высокой точностью предсказывать поведение газов. Для описания газов и жидкостей используют термодинамические параметры «температура», «давление», «объем» (PV=RT), которые являются функциями средних кинетических энергий молекул. Давление молекул газа на стенки сосуда является следствием интерференции стохастических движений. Чем больше молекул находиться в объёме, тем точнее становятся предсказания. Итак, поведение газа  можно предсказывать, следовательно, этот хаос не «объективный».

Однако для описания социальных систем с участием  миллионов людей методы математической статистики не всегда приемлемы. Если всех людей описывать некоторой усреднённой моделью (как молекулы газа), то поступки людей будут казаться случайными, непредсказуемыми. Однако можно предсказать общее нарастание напряжённости, приближение социального взрыва.

Все живые существа, обладающие свободой воли, действуют не по закону случая, а предпочитают выбирать своё поведение. Человеческие поступки обычно определяются нормами нравственности, морали, религиозными убеждениями, законом. Известная задача с Буридановым ослом не имеет логического решения только потому, что не учитывает его предпочтений. Осел, находясь на равном расстоянии между двумя совершенно одинаковыми копнами сена, направится к той копне, которая ему больше подходит. Он выберет не случайный, а предпочтительный вариант.

Движение общества, как правило, зависит от поступков и решений лидеров (пассионариев) [10]. Поведение стайных животных также регулируется вожаком. Если известны предпочтения лидера и желание людей идти за ним, то можно предвидеть траекторию движение всего общества.

Принято считать, что в точке бифуркации выбор траектории системы зависит от случайных, слабых флуктуаций. Лидер, взаимодействующий с обществом, изучающий его поведение, отражает в своём сознании кризисную ситуацию. Но и в обществе отражаются последствия его исследовательского воздействия. Эти последствия могут сыграть роль флуктуации, направляющей развитие общества в предпочтительном для лидера направлении. Если очень захотеть, то это может произойти. Таким образом, непрерывный контроль над поведением системы резко уменьшает субъективный хаос при моделировании.

Другое известное случайное явление - это разброс попаданий при стрельбе по целям. Классическая механика рассчитала траекторию артиллерийского снаряда (парабола) без учёта сопротивления и завихрений воздуха. Создана идеализированная модель, не адекватная реальности. Случайности при стрельбе являются следствием незнания всех условий движения. С момента выстрела взаимодействие субъекта и объекта нарушается, но динамические факторы продолжают бесконтрольно действовать. Промах является следствием расхождения теоретических ожиданий и практических результатов.

Если не прекращать наблюдений за движением снаряда, то предсказать точку попадания возможно. Например, при стрельбах с участием корректировщика в очередное прицеливание вносятся поправки, учитывающие состояние среды, и в итоге цель накрывается. При стрельбе управляемыми снарядами траектория отслеживается постоянно, вносятся коррективы в движение и попадание в цель гарантируется. Хаос (непредсказуемость) устраняется в результате управления стрельбой.

Примером следующего случайного процесса является игральная кость, неустойчивость движения которой описывается теорией вероятностей. Точно предсказать появление желаемого числа невозможно, но можно приблизительно предсказать частоту появления этого события. При увеличении количества бросков вероятность появления конкретного числа приближается к 1/6. «Очевидно, явления связанные с понятием вероятность, не самые хаотичные, они обладают инвариантом, т.е. устойчивостью частот» [34]. Шар, находящийся на вершине пирамиды, имеет возможность скатиться в любую из четырех сторон, но не взлететь, например, вверх. Возможностей всего четыре, но не больше. Это позволяет управлять падением шара, подталкивая его в нужную сторону.

Можно также согласиться с тем, что случайность «выпадения» числа при бросании игральной кости определяется отсутствием наблюдений за полётом кости. Если с интервалом в доли секунды регистрировать координаты и вектор скорости летящей кости, то её положение в следующую секунду можно было бы предсказать с достаточной точностью. Знание состояния летящего объекта за мгновение до падения позволило бы точно предсказать «выпадающее» число. Неожиданность устраняется, следовательно, отсутствует хаос.

Итак, типичной причиной случайности является разрыв взаимодействия субъекта и объекта. Аналогией может служить движение автомобиля с заснувшим водителем. Поэтому такого рада случайности можно классифицировать как случайности незнания или нежелания знать (игровые варианты).

В математике известно понятие «странный аттрактор», некоторая зона притяжения процессов, происходящих в его окрестности. Изменение траекторий фазовых состояний около странного аттрактора циклично, но параметры циклов не повторяются. Этот факт не является основанием считать странный аттрактор хаосом. Если можно предсказать (рассчитать) состояние системы в любой момент её существования, путём решения системы нелинейных дифференциальных уравнений, то это свидетельствует о порядке, а не хаосе.

Можно предположить, что неопределённость описания аттракторов связана с несовершенством математического языка. В работах Успенского П. приводится пример двумерного существа живущего на плоскости [33]. Для такого существа процессы, протекающие в третьем измерении, всегда будут оставаться непознанными, случайными, неожиданными. Двумерная математика будет очень сложной, вероятностной, приближённой. Можно предположить, что наш Мир более адекватно может быть описан в системе координат, отличающейся от декартовой. При таком описании могут исчезнуть «странности» аттракторов, описание станет более детерминированным. Опыт показывает, что появление новых методов в математике позволяет устранять неопределённости, хаос.

Итак, нам не удалось обнаружить объективно существующего хаоса. Во всех известных случаях изыскания ума снижают неопределённость, в мысленных моделях растёт доля порядка. Всё это даёт основание предполагать, что в основе устройства Вселенной объективно лежит сверхсложный порядок. Проблема хаоса, скорее всего, являются гносеологической.

Отталкиваясь от этой парадигмы, следует признать, что умопостигаемый порядок рождается не их хаоса, а их другого, более сложного порядка. Аналогичные идеи высказывал Д. Бом. «Я бы сказал, что не существует беспорядка, но этот хаос - это порядок бесконечно сложной природы».

Принято считать, что эволюционное развитие направлено от простого к сложному, от первичных форм материи (праматерии) к вторичным. Праматерия представляется нам хаосом в силу указанных выше причин, а «человекоразмерные» объекты считаются упорядоченными. Поэтому сложилась ложная парадигма, что порядок возник из хаоса. Выше мы обосновали обратную парадигму. Понятный порядок возникает их сверхсложного, непонятого порядка. Развитие идёт от сложного к простому, а не наоборот. Обоснуем эту мысль.

Отдельная молекула в сильно разреженном газе может двигаться в любом направлении и на любые расстояния. При попадании в гущу других молекул её возможности поведения резко сокращаются. Соседи начинают ограничивать свободу перемещения. Чем плотнее становится среда, тем меньше свобода перемещений. В жидкости спектр движения ограничен по сравнению с газом. А в твёрдых кристаллах молекулы (атомы) буквально зафиксированы в узлах кристаллической решётки. С повышением плотности упаковки вещества хаотичность движения уменьшается в последовательности: газ, жидкость, твердое тело.

Атомы, объединившиеся в молекулу, теряют возможность перемещаться индивидуально. Человек на предприятии не может делать, что хочет, а должен делать, что нужно. Специализация отсекает лишние функции, сокращается спектр возможностей. Кирпич в куче может находиться в разнообразных положениях относительно своих соседей, но в стене дома он занимает только единственное положение. Движение клеток в колонии микроорганизмов разнообразнее, чем в составе организма. Движение плотной стаи рыб удивительно синхронно.

Эволюция может быть представлена как укрупнение структур. Из трёх кварков образовались нуклоны. Ядра атомов представляют собой агрегаты нуклонов. Молекулы – это объединение атомов. Вещество состоит из молекул и т.д. Итак, эволюция развивается в направлении сокращения количества первичных элементов и связей, «свертывания» (комбинирования) их в агрегаты новых элементов и новых связей. Каждая новая связь образуется из множества «старых», поэтому, если оценивать сложность по количеству элементов и связей в агрегате, то эволюция есть упрощение, развитие от сложного порядка (хаоса) к простому порядку. Порядок второго уровня рождается из порядка первого уровня.

Включение элементов в систему всегда снижает их подвижность. Поэтому эволюционное развитие происходит путем свертывания избыточных форм движения, отсечения лишнего [26]. Складывается парадоксальный вывод, что агрегаты описать проще, чем их составляющие в свободном состоянии, следовательно, сложность уменьшается.

Аналогичную мысль можно прочитать в работе [18], где сообщается, что процесс образования структур сопровождается ростом нелинейности среды. При очень сильной нелинейности вообще отсутствует спектр аттракторов, сложность вымирает. «Сложная система сама себя стабилизирует. Она идет в процессе развития к некоторому почти однородному состоянию, к единству и гармонии объединяющихся в ней частей, как, собственно, и полагали восточные мудрецы». Эта цитата согласуется с утверждением, что эволюция – это процесс понижения сложности.

Изложенную выше парадигму можно пояснить следующей аналогией (метафорой), представленной рис.2.1. Из шерстяных волокон можно сучить нить. Из нитей плести шнуры. Из шнуров - веревки (канаты). Плетение символизирует эволюцию. В каждой очередной скрутке возникают поперечные связи, поэтому шнур приобретает новые свойства. Описать свойства каждого отдельного волокна в клубке практически невозможно из – за технических трудностей. Но описание свойств шнура (каната) не представляет проблемы. Очевидно, процесс «плетения», как и эволюция, делает систему проще. Высшим иерархом мировых структур является материальный субстрат, ибо от него «дует ветер эволюции», и в нём заложены все алгоритмы, управляющие развитием. Итак, сложность и хаос являются проблемами гносеологии.

 

 


      Канат

      Нити        Шнуры

Волокна

 

Рис.2.1. Модель «плетения»  порядка.

 

Однако, когда возникает очень много новых и разнообразных структур – агрегатов, то моделирование их множества опять становится проблематичным. Сказанное можно пояснить следующим примером. Вода в целом имеет хаотическое строение, но когда при охлаждении из неё образуется первый кристалл льда, то сознание фиксирует появление упорядоченной структуры. При дальнейшем охлаждении образуется множество кристалликов разного размера и формы, описание этого множества вызывает трудности и ощущение хаоса.

Итак, Мир развивается от сложного порядка к более простым агрегатам, и природа хаоса является гносеологической. Порядок – это умопостигаемая часть объекта. Хаос из мысленных моделей исключить не возможно, т.к. любое знание расширяет горизонты непознанного. Соотношение порядка и хаоса в мировоззрении определяется потребностями человечества. Устранение хаоса не целесообразно, если затраты превышают достигаемый эффект.

 

2.2. Резюме.

Структура органов чувств способна отражать внешний мир благодаря генетическому родству отображающего и отображаемого, но инструментом познания Мира является мозг.

В сознании возникает нечто отличное от суммы восприятий и моделируется образ объекта, предмет наблюдения. Способность субъекта выходить в процессе познания за пределы чувственных восприятий обусловлена предшествующим познавательным опытом. Наше знание ограничено с двух сторон. Со стороны бесконечно малых и со стороны бесконечно больших величин.

Главным же вопросом гносеологии выступает вопрос об истине. Истина - это знание, адекватное действительности. Редукционисты упрощали мир. Все объекты выглядели отдельными, с четкими границами. Связи между объектами часто игнорировались. Логико-вербальное мышление (на базе речи) обладает фрагментарным восприятием объекта, т.е. последовательно дробит объект (анализ). Пространственно – образное мышление с речью не связанно. Непрерывный, неоднородный мир моделируется сознанием в виде совокупности фрагментов, элементов, связей. «Беда узкого профессионализма заключается в его неспособности ясно видеть связанные с этой ограниченностью пределы компетенции собственной науки».

Любому исследованию объекта предшествует возникновение гипотезы о его строении. Исследование направлено только на подтверждение гипотезы. Прошедшая проверку и доказанная на опыте гипотеза становится научной теорией.

Поведение сложного объекта редко удается объяснить изменением одного параметра. Изменение одного параметра обычно вызывает изменение множества других, которые в свою очередь влияют на первый параметр.

Объект существует независимо от знания. Предмет знания, напротив, формируется знанием. В результате образования таких идеализированных систем происходит расхождение предмета познания и объективной реальности. Но порождаются иллюзии, как будто мы имеем дело не с предметами, а с самими объектами.

Современная наука относится с большим уважением к методам интуитивного познания. Интуитивное знание аккумулировало рациональную эмпирику и генетический опыт прошлых поколений. Развитие науки способствует переносу опыта природы из подсознания в сознание.

Методом доказательства истины является экстраполяция (распространение) теоретических принципов, понятий, систем исчислений и т.п. из одной сферы научного познания в другую. Если экстраполяция подтверждает, дополняет разрабатываемую модель, то это приближает знания к истине.

Сознание оперирует накопленной памятью и не может выйти за её пределы. Все предметы являются комбинациями фрагментов известных на Земле живых существ и объектов, но чаще в этих химерах присутствует антропоморфизм.

Научное знание создаётся на базе инвариантных явлений. Наука изучает повторяющиеся ситуации и формулирует из них законы природы. Наука ищет только универсальные принципы, поэтому наука оказывается неадекватной изменяющемуся миру. Следовательно, методы исследования развивающихся объектов должны рассматривать не только функции объекта, но также их генезис, эволюцию, динамику.

Мышление способно получать новое знание путем логической переработки имеющейся научной базы. Линейная логика строится по схеме: одна причина - одно следствие [1]. В реальности одной причине соответствует множество следствий. В логическом образе дано знание причины, связи сущности и явления и т.п.

Логическое познание движется к новым результатам от одного уровня абстракции к другому. Моделирование включает определённые процедуры. 1. Эмпирическое выявление свойств изучаемого объекта. 2. Описание функций. 3. Конструирование структуры с аналогичными функциями.

Объектами науки выступают не сами явления реального Мира, а их аналоги – модели, поэтому картина Мира складывается из совокупности связанных между собой модельных представлений.

Ограниченность мозга вынуждает часто искусственно упрощать образ сложного объекта, чтобы получить хотя бы какое-нибудь решение. Новые модели синтезируются как комбинации «старых».

Интуитивно мы разделяем объекты на простые и сложные. Очень сложный объект сознание моделирует как хаос, а доступный интеллекту, как упорядоченность. Объект, в котором невозможно увидеть порядок, считается хаотическим. При возможности построить упорядоченную модель объект выделяется из хаоса. Во всех известных случаях изыскания ума снижают неопределённость, и в мысленных моделях растёт доля порядка. Всё это даёт основание предполагать, что в основе устройства Вселенной объективно лежит сверхсложный порядок.

Включение элементов в систему всегда снижает их подвижность. Поскольку эволюционное развитие происходит путем свертывания избыточных форм движения, то агрегаты описать проще, чем их составляющие в свободном состоянии, следовательно, в агрегатах сложность уменьшается. Мир развивается от сложного порядка к более простым агрегатам, и природа хаоса является гносеологической. Порядок – это умопостигаемая часть объекта. Устранение хаоса не целесообразно, если затраты превышают достигаемый эффект.

Контрольные вопросы.

1.     Как человек воспринимает Мир?

2.     Что такое истина?

3.     Что такое модель?

4.     Из каких процедур складывается моделирование?

5.     Как путём комбинирования строятся новые модели?

6.     Чем гипотеза отличается от теории?

7.     Что такое редукционизм?

8.     Чем отличается правое полушарие от левого?

9.     В чём недостатки узкого профессионализма?

10.                                                                                                                                                                                    В чём различие объекта познания от предмета познания?

11.                                                                                                                                                                                    Что такое интуиция?

12.                                                                                                                                                                                    Какую роль играет память в процессе познания?

13.                                                                                                                                                                                    Законы науки выводятся из случайных процессов или из инвариантных?

14.                                                                                                                                                                                    Какие недостатки у линейной логики?

15.                                                                                                                                                                                    Что такое сложность?

16.                                                                                                                                                                                    Изложите разные взгляды на сложность.

17.                                                                                                                                                                                    Как изменяется сложность элемента при включении его в некоторую систему?

 

Литература

1.     Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М.: Сов. Радио, 1979.

2.     Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем // Принципы системной организации функций М.: 1973.

3.     Бакунинский А., Данные, знания, понимание: Логика обработки данных // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.17128, 20.12.2011.

4.     Богданов А. А. Тектология. Всеобщая организационная наука. М.: Экономика, 1983.

5.     Бранский В.П. Теоретические основания социальной синергетики. // Вопросы философии, 2000. №4.

6.     Василькова В. В. Порядок и хаос в развитии социальных систем: Синергетика и теория социальной самоорганизации. СПб.: Издательство "Лань", 1999.

7.     Вартофский М. Модели. Репрезентация и научное понимание. Пер. с англ. М.: «Прогресс», 1988.

8.     Введение в философию: Учебное пособие для вузов / Авт. колл.: Фролов и др. М.: 2004.

9.     Войшвилло Е. К. Понятие. М.: 1967.

10.      Гумилев Л.Н. Этносфера. История людей и история природы. М.: Знание, 1993.

11.            Декарт Р. Соч.: в 2 т. Т.1. М.: 1989. с. 268-269.

12.            Девис. П. Суперсила: Пер. с англ. / Под ред. Е.М. Лейкина. М.: Мир, 1989.

13.            Джемc У. Прагматизм. СПб.: 1910.

14.            Дмитриев А. Н, Дмитриева Э. Я. Социально-гносеологические аспекты функциональной структуры бессознательного психического // Бессознательное. т.3. Тбилиси, 1978 – 1985.

15.            Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Под ред. Жукова М.Ф. Новосибирск: ЮКЭА, 1997.

16.       Ильенков Э.В. Диалектическая логика. М.: Политиздат, 1984.

17.            Кант И. Критика чистого разума // Сочинения: В 6 т. М., 1964. Т.З. с.144.

18.            Князева Е.Н, Курдюмов С.П. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация. Темпомиры. СПб.: Алетейя, 2002.

19.            Крайнюченко И.В., Попов В.П. Системное мировоззрение. Теория и анализ. Пятогорск.: ИНЭУ, 2005.

20.            Крылов В.Ю., Морозов Ю.И. Кибернетические модели и психология. М.: Наука, 1984.

21.            Лекторский В.А. Субъект, объект, познание. М.: 1980.

22.            Лейбниц Г. Сочинения В 4-х т. М.: 1983. Т.2. с.547,

23.            Морозов И.М.. Природа интуиции. Минск: Университетское, 1990.

24. Моисеев Н. Н. Расставание с простотой. М.: 1998.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПОНЯТИЕ СИСТЕМА.

 

Система (от греч. systema) организм, устройство, организация, союз, строй, мировой порядок. «От того, что мы понимаем под системой, в значительной степени зависит решение вопроса о специфических признаках системного подхода и системного анализа, а также в целом системных исследований» [36]. Широкое использование понятия система в различных видах деятельности создает трудности с однозначным и точным определением того, что является системой. В наше время слово «система» означает нечто составленное из частей, соединение, и характеризует упорядоченность и целостность естественных объектов [46]. По-другому, система означает единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе [10].

Системный подход является разновидностью методологии познания и включает в себя многие принципы, описанные в главе 2. За 5 веков до нашей эры созерцатели, философы моделировали в своем сознании системы взаимосвязанных, движущихся субстанций, из которых возникали все чувственные объекты. В течение последующих 2000 лет наука эмпирически открывала факты, уточняющие и детализирующие системы древних философов.

До начала ХХ века никто не знал, какая польза из того, что нечто можно представить в виде системы. Только в начале ХХ века появились работы, которые дали возможность говорить о системах что-то содержательное. «Предпринимались попытки превратить системное мышление в метод познания по определённым правилам и междисциплинарное научное направление» [45].

По данным ЮНЕСКО слово «система» стоит на одном из первых мест по частоте употребления. Это и система здравоохранения, и система образования, и нервная система, солнечная система и т. п. Начавшийся в 50 – 60 годы «системный бум» ещё более увеличил число трактовок этого понятия, часто просто в качестве «ярлыка». Попытаемся внести ясность.

За этим определением виден объект, составленный из элементов и связей между ними. В него также включены процессы функционирования и развития [49], формализованные в связях.

Первые попытки сделать систему научной категорией предприняли А. Богданов и позже Л. Берталанфи [7]. Л. фон Берталанфи определял систему как комплекс взаимодействующих элементов. «Всё состоящее из связанных друг с другом частей будем называть системой» [7]. Это простое определение самое широкое потому, что в мире всё каким-либо образом связано. Дальнейший период весьма богат разнообразными подходами к пониманию «систем».

Например, в математике характерно понимание системы как совокупности отношений. Кибернетика делает акцент на способах переработки информации между входом и выходом Другие авторы считают обязательным наличие эмерджентности (особого свойства системы). Целесообразно провести классификацию множества определений.

Первую группу составляют определения системы как комплекса элементов, находящихся во взаимодействии [37]. Рассмотрим примеры, выделяя ключевые слова.

1. В самом общем и широком смысле системой принято называть любое достаточно сложное образование, состоящее из множества взаимосвязанных элементов, которые как единое целое взаимодействуют с внешней средой [27].

2.     «В настоящее время достаточно рассмотреть систему как группу физических объектов в ограниченном пространстве, которая остаётся тождественной как группа в оцениваемом периоде времени» (Г. Бергман.) [Цит. по 35].

3.     Система - это «ансамбль взаимосвязанных элементов». (Г.Е. Зборовский и Г.П. Орлов) [Цит. по 35].

4. «Система – упорядоченная совокупность элементов, между которыми существуют или могут быть созданы определённые отношения» [38].

5.     Система есть «целое, составленное из многих частей. Ансамбль признаков (К. Черри) [Цит. по 35].

6. Система - размещение физических компонентов, связанных или соотносящихся между собой таким образом, что они образуют или действуют как целостность (Дистефано) [Цит. по 35].

7. Под системой обычно понимают наличие множества объектов с набором связей между ними и их свойствами. Объекты (части системы) функционируют во времени как единое целое [20].

8.      Система – это множество элементов с отношениями между ними и между их атрибутами (А Холл, Р. Фейджин) [29].

9.     Взаимосвязь самых различных элементов. Всё, состоящее из связанных друг с другом частей, есть система [8].

10.                                                                                                                                                                                                                                                                               Сеть взаимосвязанных элементов любого типа, концепций, объектов, людей. Систему можно определить как любую сущность, концептуальную или физическую, которая состоит из взаимосвязанных частей [1].

11. У. Гослинг понимает под системой «собрание простых частей» [35].

12. «Система» - взаимодействующий комплекс, характеризующийся многими взаимными путями причинно-следственных воздействий» (К. Уотт) [Цит. по 35].

13. «Собрание или соединение объектов, объединенных регулярным взаимодействием или взаимозависимостью» есть система [23].

14. Система – это «упорядоченно действующая целостность» [23].

15. По определению И. Миллера система представляет собой «множество элементов с их отношениями» [Цит. по 35].

16. Ланге О., понимающий под системой «множество связанных, действующих элементов, рассматривает связь как один из видов отношений» [35].

При всех тех нюансах, которые отличают эти определения, у них есть общее. Система характеризуется как совокупность (сеть, собрание, комплекс, ансамбль, группа, образование) множества частей, связанных (взаимодействующих, состоящих в отношениях, упорядоченных) между собой.

Отметим основные понятия, входящие в это определение. Части системы - это подсистемы, множество элементов. Взаимосвязи между элементами осуществляются как процесс взаимодействий для достижения цели. Связи есть взаимодействия между элементами, но взаимодействия могут происходить и между связями [49], о чём забывают практически все авторы. По определению системой могут оказаться любые произвольно выбранные объекты даже с очень слабыми связями.

Однако кибернетический подход к системам не признает «слабых» связей. Известно, что при распространении сигнала его интенсивность падает, возрастает количество помех (шумов). Но кибернетика изучает только такие системы, в которых сигнал должен вызвать реакцию объекта, т.е. превысить «порог чувствительности» приёмника [17]. Ослабленные сигналы могут не обеспечить процесс авторегулирования. Отдалённые элементы могут быть вне сферы влияния, поэтому их нельзя включать в состав системы. С некоторым объектом может взаимодействовать только часть внешней среды, которую принято называть «полем деятельности» [27]. На объект существенное влияние может оказывать только часть факторов поля деятельности. Эту часть называют сегментом поля деятельности. И, наконец, внутри сегмента поля деятельности факторы являются неравноценными по своему влиянию на конечный (или этапный) результат деятельности объекта. Например, на поведение каждого человека влияет общество. Но наиболее сильное влияние оказывает небольшая группа людей (семья, начальство, друзья и др.).

Однако неприятие кибернетикой слабых взаимодействий не препятствует философскому пониманию системы. Наблюдения показывают, что все «уголки» видимой Вселенной подчиняются единым законам развития. Атом водорода на расстоянии в миллиарды световых лет излучает такой же спектр электромагнитных волн, как и водород Солнца. Когерентность развития Вселенной наводит на мысль о её единстве, целостности, связанности (т.е. системности), хотя удлинение связей во Вселенной (тем более до бесконечности) должно ослаблять взаимодействие между частями (практически до нуля).

С позиций кибернетики, ослабление связей разрушает систему, превращает её в конгломерат и Вселенную нельзя признавать системой [31]. Налицо противоречие. Расхождение, по-видимому, заключаются в том, что для философии важен сам факт взаимосвязи (даже на бесконечно малом уровне), а для кибернетики интерес представляют только функционально значимые связи. Проведенное сопоставление ещё раз подчеркивает незавершённость «Общей теории систем».

Не исключено, что «вселенские» связи осуществляются не только электромагнитными и гравитационными взаимодействиями, ослабевающими пропорционально квадрату расстояния, но и малоизученными пока взаимодействиями, например, торсионными [47]. Если это так, то противоречие снимается.

Вторая группа определений отражает точку зрения кибернетики, согласно которой среди сильных связей системы выделяют входные и выходные связи. Через входы действуют стимулы внешней среды. Реакции системы осуществляются через выходы. При этом не раскрывается внутреннее, структурное содержание системы (концепция «черного ящика»). «Черный ящик» является вещью в себе, его нельзя представить совокупностью элементов, т.к. неизвестно его устройство. Кибернетика описывает связи входов и выходов совокупностью математических функций. Приведём примеры определений.

1.«Система – любая совокупность переменных, которую наблюдатель выбирает из переменных, свойственных реальной «машине» (У. Росс Эшби) [52].

2.«Теория систем исходит из предположения, что внешнее поведение любого физического устройства может быть описано соответствующей математической моделью, которая идентифицирует все критические свойства, влияющие на операции устройства. Получающаяся в результате этого математическая модель называется системой» (Т. Бус) [35].

3. «Система – в современном языке – есть устройство, которое принимает один или более входов и генерирует один или более выходов» (Дреник) [35].

4. Система представляет собой отображение входов и состояний объекта в его выходах [52].

5. У. Эшби [52] и Дж. Клир [22] определяют систему как совокупность переменных.

Видно, что кибернетическое понятие «система» максимально формализовано и символично (совокупность переменных, математическая модель, функции входа и выхода). Именно это обобщение позволило увидеть сходство управления в машине и в организме [13, 14]. Концепция «черного ящика» является «фиговым листком», скрывающим неизвестное.

Для осуществления во внешней среде той или иной функции должно происходить взаимоСОдействие системы со средой, причем в этом взаимосодействии конкретная функция может реализоваться только частью элементов системы на базе использования только некоторых их свойств. Кастлер [27] предлагает назвать эту часть системы сигнатурой. Например, бухгалтерия взаимодействует с внешней финансовой системой, а маркетинговая служба – с рынком. К основным элементам можно отнести все элементы, оказывающие эффективное влияние на выполнение и обеспечение наиболее важных функций.

«Кибернетический взгляд» на системы отличается прагматичностью, селективностью. Сознание строит систему, исходя из потребностей. «Лишнее» отсекается, задача упрощается для формального описания. Но при селекции важно знать меру, т.к. вместе с водой «из корыта можно выплеснуть и ребенка», которого купают.

Третью группу составляют определения, связанные с целенаправленной активностью системы. Цель - это состояние, которое система должна достичь в процессе своего функционирования [45]. Цель – это направленность поведения открытой нелинейной системы, наличие «конечного состояния» (завершающего лишь некоторый этап её развития). Объект выступает как система лишь относительно своей цели [19].

«Система – это функциональная совокупность материальных образований, взаимоСОдействующих достижению определённого результата (цели), необходимого для удовлетворения исходной потребности» [3, 4]. Система - это форма целостности, позволяющая преобразовать средства в цели [21]. Система – это «сложное единство, сформированное многими, как правило, различными факторами и имеющее общий план или служащее для достижения общей цели» [35].

Верещагиным И.М. система определяется как «организованный комплекс средств достижения общей цели. Сочетание процессов и структур, объединенных для достижения цели, носит название функциональной системы». В функциональную систему включаются только те элементы, которые содействуют достижению цели. Все элементы и функции, не помогающие этому результату, мысленно устраняются. Такой подход совпадает с кибернетическим. Системный подход выделяет сознанием только те элементы и связи, которые содействуют достижению целей системы. Это и есть функциональная система.

Поскольку сознательным действиям человека предшествует формулирование цели, сложилось ложное впечатление, что для целеполагания требуется воля и разум человека. Позже понятие «цель» распространили и на неживые системы.

В более широком определении цель представляет собой направление «активности объекта» [33]. «Основное и характерное направление активности в данный момент времени можно назвать целью деятельности объекта, а его поведение, обусловленное этим направлением активности — целенаправленным» [25].

Однако для многих природных систем цель развития неизвестна. Например, биоценозы содержат множество элементов, связанных между собой. Поддерживается гомеостазис, наблюдается эволюция, но для какой цели? Какая цель у развивающейся Вселенной? Или какова цель гипотетического творца? Очень часто в человеческой деятельности истинные цели скрываются.

У каждого сложного объекта существует множество целей, какую принять за системообразующую? Однако у всех длительно существующих объектов среди неизвестных целей обязательно присутствует цель самосохранения, выживания. Можно сделать заключение, что для изучения природных систем принцип цели буксует, т.к. трудно безошибочно определить цель. Например, какова главная цель существования человечества? Но не всё так безнадёжно (Приложение 4).

Существует принцип целеполагания, согласно которому, цель, определяющая поведение системы, всегда задается надсистемой [19]. С этих позиций, камень, падающий с горы, действует целенаправленно. Его цель задаётся средой и гравитацией. На этом основании в работе [34] мы определили генеральную цель человечества как «сотворение разума, превосходящего человеческий» (Приложение 4).

Четвертую группу определений системы выводят через указание признаков, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было отнести к категории «система» [18]. А.И. Уёмов считает, что «наличие вещей и отношений между ними является необходимым, но недостаточным условием образования системы». По его мнению, необходимо привлечь ещё одну категорию – «свойства». Таким образом, основой концептуального аппарата, используемого в рассматриваемом варианте общей теории систем, являются категории: «вещи», их «свойства» и «отношения» [42].

Такая методологическая установка отрицает возможность определять системы только по принципу взаимосвязанности (первая группа определений). Всякое взаимодействие лишь тогда приобретает системные признаки, когда оно получает своё оформление через свойства «целостность» и «интегративность» (эмерджентность). Приведём примеры таких определений.

1.      Система – это совокупность элементов, организованных таким образом, что изменение, исключение или введение нового элемента закономерно отражается на свойствах остальных элементов [40].

2. «Системой является не всякая совокупность элементов, а лишь такое образование, в котором все элементы настолько тесно связаны, что данное образование противостоит внешним телам как единое целое» [32].

3. Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующие определённую целостность, единство [9, 30].

4. Под системой понимается совокупность элементов, соединенных отношениями, порождающими интегративное или системное свойство, отличающее данную совокупность от среды и приобщающее к этому качеству каждый из её компонентов [48].

5. «Системой будет являться любой объект, в котором имеет место какое-то отношение, удовлетворяющее некоторым заранее определённым свойствам» [41].

Приведенная группа определений предполагает существование систем (где присутствует интегративность) и не систем (где отсутствует интегративность). По мнению А. Холла и Р. Фейджина, если изменение каждой части системы не вызывает изменения других частей, то система может считаться суммативной [37]. Утверждается, что связи и отношения между частями суммативных систем носят случайный характер, но при этом могут иметь «явно оформленный вид». В качестве примеров приводят груду камней, деревья в лесу, случайно собравшуюся толпу людей и т.п. Можно показать, что примеры суммативных систем (груда камней, толпа и др.) не корректны. Нельзя рассматривать свойства леса, как суммативное свойство отдельных деревьев. Есть поговорка: «за деревьями не видно леса». Деревья и все живые и неживые объекты в биоценозе (лес) являются целостностью (интегративность). Симбиозы грибов и деревьев, птиц и деревьев являются тому примерами.

Толпа также не является простой суммой свойств людей. Толпа интеллектуалов может вести себя как дикое животное (Фрейд). Груда камней остаётся таковой, если из неё изымать часть камней. Куча песка, как и груда камней, останется кучей, но известен древний вопрос, сколько надо положить песчинок, чтобы оказалась куча песка? Ответа на вопрос нет, т.к. нет четкого понятия «куча». Аналогично можно спросить, когда заканчивается утро и начинается день? Отсутствие четкого, количественного определения объекта не позволяет судить об изменениях, происходящих в нём. Груда камней может иметь разные размеры и формы. Камни могут быть сложены «стенкой», пирамидой, слоем. Можно показать, что даже простые перестановки камней меняют свойства груды. Груда может быть препятствием снежной лавине в горах в зависимости от количества камней, их размеров, формы кучи и пр. Сложенные кучками камни около корней растений обеспечивают орошение (конденсация ночной влаги), служат укрытием для мелких животных и пр.

Кроме того, можно показать, что независимо от размеров и формы куча камней обладает эмерджентностью. Масса кучи равна сумме масс камней, входящих в её состав, Это очевидный признак суммативности. Но объём кучи превышает сумму объёмов отдельных камней, т.к. в куче между камнями имеются пустоты. Целое превышает сумму своих частей, следовательно, имеет место эмерджентность, интегративность. По массе куча камней является суммативной системой, а по объему – интегративной.

Очевидно, что любой объект человеческое сознание умеет выделять на фоне сплошной среды по некоторым отличительным признакам (свойства, форма, функции). Эти свойства появились только в данном объекте в результате его синтеза, т.е. это интегративные (эмерджентные) свойства. Итак, интегративность присуща любым объектам природы (живым и неживым). Кирпич отличается от песка и глины, следовательно, имеет эмерджентные свойства. Из него можно строить дом, а из песка нет. Здание из кирпича также имеет эмерджентные свойства. В доме можно жить, а в кирпиче нет. Эмерджентность можно найти в любой системе, если постараться.

Рассмотрим пластины кварца разной толщины. Увеличение толщины пластины не изменяет её плотности, твёрдости, оптических свойств, структуры кристаллической решётки. Масса и объём пластины суммируются из её частей. Кажется, что имеем дело с простой суммативной системой, где свойства системы являются простой суммой свойств элементов. Но оказывается, что толщина определяет резонансные свойства пластины. Части платины не имеют такого резонанса, который имеет целая пластина. Это и есть эмерджентность. Цена алмаза также нелинейно связана с его размерами и формой. Огранка алмаза (изменение формы) превращает его в дорогой бриллиант.

Ярким примером является критическая масса урана. Если к некоторой массе урана добавлять небольшие порции этого вещества, то свойства интегрального куска не будут отличаться от свойств добавляемых порций. Можно говорить о суммативности. Однако при достижении некоторой критической массы произойдёт ядерный взрыв (интегративность).

Любой объект имеет множество свойств. Некоторые из них интегративные, а другие суммативные. Эмерджентность может проявиться как нежелательная дисфункция. Например, повышенный шум в салоне автомобиля. Следовательно, разделение объектов на системы и не системы по признаку эмерджентности (интегративности) некорректно.

Интегративные системы, при желании, можно перевести в ранг суммативных, если доминирующие элементы (связи) многократно дублировать. Автомобиль, потерявший колесо, перестаёт выполнять функции автомобиля, но при избытке колёс у боевого транспортного средства потеря одного колеса не лишает его боеспособности. Боевые корабли разделяются на отсеки, затопление некоторых из них ухудшает плавучесть, но предохраняет от гибели. Трос имеет множество стальных волокон. Разрыв некоторых из них не означает потерю работоспособности. Однако даже в «суммативных» системах есть количественный предел потерь. Превышение его приводит к разрушению системы, т.е. переходу её в новое качество.

Итак, система является моделью общего характера, описывает наиболее общие характеристики большого класса объектов, изучаемых разными дисциплинами [7]. Субъект, выделяющий систему из среды, действует в своих целях, поэтому желает видеть то, что ему полезно. Разные субъекты могут построить разные системы по поводу одного объекта. Это является причиной расхождений мнений по поводу определения системы. Каждый автор предлагает своё определение систем, причём эти определения не более чем прагматичные постулаты.

При всех нюансах, которые отличают все эти определения, предполагается завершённость внутреннего строения у системы. Но в природе нет завершённых объектов (глобальный эволюционизм). Завершённость на момент изучения является субъективной точкой зрения. Следует подчеркнуть, что понятие «завершённость» имеет отношение к той среде, в которой система функционирует. Изменение среды создаст конфликт и структура системы перейдет в ранг незавершенных. Устойчивость признаков при возмущающем воздействии среды определяется внутренней активностью системы. Эта активность называется самоорганизацией, адаптацией.

Наиболее общим определением понятия «система» является: целостная совокупность множества связанных элементов, обладающая различимыми свойствами и сохраняющая их некоторое время. Стремление сохранять свойства (гомеостатирование, самосохранение) является общим признаком всех консервативных систем.

Итак, понятия элемент, связь, граница и цель системы являются результатом мыслительной деятельности человека. Каждый исследователь видит то, что его интересует. Поэтому «Общая теория систем» - это комплект концепций, находящийся в развитии. Также как понятие «хлеб» не есть однозначно определённый, уникальный объект. Реально – это спектр изделий из муки и зерна, имеющий своё специфическое применение.

Системщик использует тот комплект концепций, который лучшим образом приведёт его к достижению поставленной цели. Напомним, что для философа важно просто наличие связи, а для кибернетика - наличие существенных связей. Например, транспортная схема города выделяет только те улицы, по которым движется общественный транспорт. Для автомобилистов представляют интерес практически все улицы города, где можно проехать. Пешеходам важны также проходы, тротуары и т.п. Каждый по своим интересам выстраивает свою коммуникационную систему, которая является частью транспортной сети города.

Идеи глобального эволюционизма вносят новые оттенки в системный анализ. Функции объектов зависят от генетического наследства, выявляются связи не только с окружающей средой, но и с прошлыми эпохами. Устойчивость структуры не является обязательной. Структура вынуждена изменяться, адаптируясь к среде. В работах Урманцева Ю.А. эволюционные мотивы звучат достаточно ярко. Об этом свидетельствует его классификация систем на статические, динамические, развивающиеся, устойчивые, неустойчивые, и их комбинации [37, 43, 44].

Развивающаяся гносеология (теория познания) переводит понятие «система» из сферы объективного в область субъективного. Вредная привычка отождествлять систему и объект, по поводу которой она строится, приводит к тем трудностям, которые мы обсуждали. Чтобы исключить путаницу, необходимо представлять систему как виртуальный инструмент исследования, а не как сам объект.

Аналогично можно напомнить, что и модель не есть бытие, а лишь его упрощенное отражение в сознании. Система как бытие не существует, а является способом отражения бытия в сознании субъекта [3]. А. И. Уёмов также отмечает релятивизм понятия «система» [41]. «Мы говорим о некотором множестве элементов, как системе, лишь относительно определенных свойств и отношений элементов». «Любой объект может быть системой, но он может и не быть системой». Более точно можно сказать, что при желании любой объект можно представить как разные системы в зависимости от цели исследователя.

Э. Мах и А. Пуанкаре рассматривали систему как результат деятельности субъекта познания, что обобщенно выразил Г. Динглер [16] в тезисе: «Смысловым обоснованием всякой теоретической системы является только активность сознания». Еще более четко по этому поводу выразился Дж. Клир [23, 22]: «Системой является все, что мы хотим рассматривать как систему». С.В. Емельянов и Э.Л. Наппельбаум определили систему как специфический способ организации знаний о реальности, специально рассчитанный на наиболее эффективное использование этих знаний, а также для осуществления некоторого целенаправленного взаимодействия с реальностью. Эшби называл системный взгляд научным способом упрощения Мира. Но упрощение не должно приводить к искажению представлений о реальности.

Для реальных объектов лучше использовать понятие «организованность» [50]. Понятия «организованность» и «система» относятся как объективное и субъективное. Организованность существует в природе независимо от сознания. Система – это способ отражения организованности в сознании. Способы изменяются, а объект остаётся как «вещь в себе». Чем больше концепций используется в системном анализе, тем полнее отражение, тем ближе система приближается к реальной организованности.

В основании нового представления о системах лежат не структура и не материальные элементы, а процессы, определяющие «лицо» объекта и задающие его целостность; в одних случаях это будет процесс функционирования, в других - процесс развития, в третьих - их единство [49].

Есть тенденция разделять объекты на системы и не системы. Если объект развивается (эволюционирует) и достигает заданной цели, то это система. Объект, который не способен функционировать так, чтобы удовлетворять надсистему, и погибает - не система [19]. Однако все функционирующие системы живые и неживые неизбежно рано или поздно погибают по закону жизненного цикла. Если функционирование является признаком только живых систем, то остаётся признать, что все объекты живые, ибо функционируют. Этот факт подтверждает универсальный принцип Ле- Шателье, декларирующий, что все объекты (и неживые) реагируют на внешнее воздействие так, что пытаются минимизировать его влияние. Поэтому термин живучесть применяется и к животным, и кораблям.

Есть противоположная точка зрения, разделяющая объекты на системы и целостности. Система имеет предельно организованную структуру, т.е. не развивается, а целое благодаря «гибкой» структуре способно воспроизводить себя (размножаться) каждый раз с некоторыми мутациями структуры [26]. Получается, что только живое вещество, способное размножаться, может считаться целостностью.

Однако есть масса фактов, что размножаться может, и так называемое, косное вещество. Кристаллы отличаются устойчивой, правильной типовой структурой, но при этом растут, регенерируют дефекты (мутации), размножаются, требуют питания из раствора солей. Кристаллы воспроизводят себя не абсолютно. В каждом кристалле есть примеси разных элементов, придающие окраску, аналогично потомки отличаются от родителей.

В древности огонь также считали живым. Огонь размножается, непрерывно изменяясь, нуждается в питании и удалении метаболитов (продуктов горения). Как оценивать Вселенную, которая развивается, изменяется, творит. Есть мнение, что Вселенная не только живая, но и разумная.

Можно усложнять модель, принимая во внимание не только связи между элементами, но и связи между связями, связи с прошлым (генетика) и др. [49]. Если даже не удастся найти эмерджентное свойство системы, то это не помешает провести анализ некоторой проблемы.

Для того, чтобы убрать все противоречия в определении системы следует чётко уяснить, что в реальности существует объект (организованность), который можно делить на части. Части взаимодействуют разными способами. Субъект, из множества элементов и связей выбирает те, которые с его помощью можно интегрировать в систему, способную функционировать желательным (целевым) способом. Кибернетики выберут «сильные» связи.

Каждый субъект может назвать своё виртуальное творение как угодно и утверждать, что это и есть истинная система. По нашему мнению, терминология не влияет на методологию системного анализа (система, целостность, организационные комплексы и пр.). Наиболее универсальным является обобщающее определение «системы» как совокупности связанных элементов для достижения некоторой цели. При этом у каждого исследователя есть возможность из этой совокупности выбирать те элементы, которые с минимальными затратами приведут к решению им же поставленной задачи. Однако слишком упрощённая модель можно быть неадекватной реальности. При таком подходе в сознании можно создать даже закрытые системы, хотя в реальности закрытых организованностей не бывает. Такую модель материализовать не удастся.

Если субъект строит систему по поводу некоторой организованности с исследовательской целью, то он создаёт знание. Если он синтезирует систему в своём воображении для последующей её материализации, то он - инженер. В любом случае присутствует синтез системы.

 

3.1.  Построение системы.

Чтобы мысленно реальный объект представить в виде системы, надо провести границы системы, выделить элементы, обнаружить связи, угадать цель.

Проведение границ системы вызывает вопросы. Как соединить парадигму целостности Мира, его непрерывность, связанность с наличием границ между объектами. Объект - это всего лишь паттерн в неделимой паутине взаимоотношений. Согласно устаревшему мировоззрению, Мир есть собрание объектов. Но мы понимаем, что и объекты включены в обширные сети связей.

Выделяя систему из среды, нужно включить в неё все значимые объекты. В этом и заключается парадокс системных представлений. Представление системы как некоторой целостности возможно лишь при знании её частей, а разбиение данной системы на части, возможно, лишь при знании системы как некоторой целостности [35]. Парадокс целостности в его различных формах давно рассматривался в философии. В качестве иллюстрации можно привести противоречие Ф. Шеллинга: «Идея целого может быть раскрыта через её части, а отдельные части можно понять, только зная целое».

Адекватно понять данную систему можно в том случае, если исследовать её как элемент надсистемы. Но такое исследование предполагает, что мы уже располагаем знанием о её границах. Порочный логический круг в этой взаимообусловленности и составляет основу парадокса. Поэтому в эмпирических исследованиях действуют методом проб и ошибок – последовательно перебирают варианты внешней среды, добиваясь более глубокого понимания исследуемой системы. В результате получают альтернативные варианты. Выбор оптимального варианта, способствующего решению практической задачи, осуществляется методом экспертных оценок или эмпирически.

Не следует думать, что граница всегда отделяет части пространства. Граница может разделять функции элементов. Например, части современных предприятий могут быть разбросаны по всему миру, находиться в транспортных средствах, но быть функционально связанными [5], например, Интернет.

Иногда функциональные границы совпадают с территориальными. Если роту солдат (систему) построить в колонну, то пространственные границы колонны совпадут с функциональными границами системы. Во время боя рота теряет четкую пространственную границу, но функции и цели сохраняются.

Выделение системы по функциям также содержит множество неопределённостей. Функция означает и способность к деятельности, и саму деятельность. В интерпретации Р. Мертона функция представляется в виде наблюдаемых последствий деятельности элемента системы, способствующего выживанию и сохранению системы [30]. Несомненно, важнейшей функцией многих систем является самосохранение, выживание, но бывают цели разрушения, саморазрушения, например, функция артиллерийского снаряда.

Более обобщенное определение функции дал В. Г Афанасьев. «Функцией является целенаправленная деятельность, активность системы» [5]. Но наряду с целенаправленными функциями всегда присутствуют дисфункции (уводящие от цели). Поскольку на входе сложной системы можно зафиксировать множество потоков (вещество, энергия, информация), то и функций по их «переработке» может быть множество. Какую функцию (группу функций) считать системообразующей?

Функции элементов системы должны быть направлены на достижение целей системы и надсистемы. Но не всегда можно понять назначение и цель системы. Техногенные системы, созданные для целей человека, как правило, имеют ясную цель. Но, гигантские рисунки в пустыне Наска (Перу), баальбекские плиты и другие сооружения древних людей хранят тайну их замыслов. Ещё труднее понять цели природных систем (галактика, биоценоз, биосфера, человечество).

Конструктор, создающий машину, закладывает в неё желательные функции, но при испытании вдруг появляются негативные, бесполезные или полезные, но неожиданные функции. «Умельцы» в обычной пластмассовой бутылке постоянно открывают новые функции (кормушка, поилка для птиц, лейка для воды, контейнер для фруктов, поплавок и пр.).

Итак, определение функций системы дело субъекта. Каждая система имеет множество функций. Выделяются те функции, которые соответствуют целям исследователя (системообразующие функции).

Обычно в систему включают те фрагменты среды, которые способствуют достижению целей исследователя (конструктора) системы. Подавляющее большинство элементов среды многофункциональны. Одни из них являются основными, главными, а другие – второстепенными. Включение многофункционального элемента в систему (все элементы многофункциональны) неизбежно приносит в систему второстепенные, лишние функции, поэтому создать детерминированную по функциям систему невозможно. Важно, чтобы элементы системы обладали общностью главных функций и обеспечивали условия функционирования и развития (принцип совместимости функций).

Кибернетики полагают, что функция системы состоит в переработке входных потоков в выходные [32, 13]. Поскольку на входе сложной системы можно зафиксировать множество потоков (вещество, энергия, информация), то и функций по их «переработке» может быть множество. Какую функцию (группу функций) считать системообразующей?

На рис 3.1 приведен графический образ задачи. «Эффективность элемента» является понятием, привязанным к конкретным условиям и задачам. Эффективность может быть оценена методом экспертных оценок. В состав системы включают наиболее эффективные элементы (слева от границы). Граница является переходной зоной. Справа (за пределами границы) остаются неэффективные элементы. Рациональное построение системы подразумевает оптимизацию между количеством эффективных элементов, экономичностью и управляемостью. Каждый элемент системы потребляет ресурсы, поэтому содержание неэффективных элементов не рационально.

Text Box: Эффективность элемента
 


                    СИСТЕМА                    Г

                                                             Р        СРЕДА

                                                            А

                                                            Н

                                                            И

                                                            Ц

                                                            А

 

 

 

Рис. 3.1. Иллюстрация к проблеме системных границ

 

Однако иногда избыток неэффективных элементов может служить резервом для адаптации системы к новым условиям. Смена цели, изменчивость среды может перевести неэффективные элементы в ранг эффективных. Например, в ДНК запасён огромный резерв рецессивных генов, которые не функционируют, но этот банк может послужить спасительным резервом в случае какой – либо экологической катастрофы [48].

Если при синтезе системы наряду с совместимыми функциями возникает дисфункция, то должны разворачиваться механизмы её нейтрализации (принцип нейтрализации). В качестве примера можно привести механизм выявления и удаления денатурированных белков в живой клетке, нейтрализацию криминальных элементов в обществе.

Функциональные границы организации (системы) изменяются (расширяются, сужаются) в зависимости от стадий жизненного цикла. Для «молодых» организаций более характерно избыточное содержание разнородных элементов, т.к. поиск своего места под солнцем требует гибкости, изменчивости. После того, как наступит стадия зрелости, стремление к изменчивости уменьшается и начинается стадия рациональности, удаления избыточных элементов и связей. Функциональная граница организации сужается. Распад организации (смерть) приводит к размыванию границ, «растворению» её в окружающей среде. Итак, граница системы всегда субъективна, изменчива.

Можно добавить, что деление среды на внутреннюю и внешнюю чисто условно. Куски льда, плавающие в воде, состоят из молекул воды. Получается, что внутренняя среда льда возникает из сгустков «внешней» воды. Однако связи между молекулами льда другие, чем в жидкой воде. Изменение взаимодействия между молекулами воды, может изменить и связи внутри молекулы. Элемент, извлечённый из системы, теряет многие системные свойства (рыба на льду). И наоборот, включение в систему нового элемента изменяет его свойства. Например, существа - паразиты лишились многих своих функций (зрение, термостатирование и пр.) за ненадобностью.

 

3.2. «Цель» системы.

При изучении природного объекта исследователь стремится понять его назначение, т.е. цель существования. В современном звучании понятие цель расширяется за пределы человеческой деятельности и трактуется как направленность поведения открытой нелинейной системы, как наличие «эквифинального состояния» (завершающего лишь некоторый этап эволюции) системы. Цель представляет собой направление «внутренней активности объекта». «Основное и характерное направление активности в данный момент времени можно назвать целью деятельности объекта, а его поведение, обусловленное этим направлением активности - целенаправленным» [12].

В классической модели фирмы существует иерархия целей подсистем и элементов. На каждом иерархическом уровне имеются свои цели. Цели низших уровней подчиняются целям высших уровней. В системах управления высшие уровни разрабатывают стратегию, миссию, средние - планируют конкретные действия по реализации этой политики, а основная исполнительская работа осуществляется низшими уровнями. Для движения к общей цели координатор должен добиваться совместимости (согласования) целей.

В математике известно понятие «аттрактор» близкое к понятию «цель». Образно аттракторы можно представить в виде «вихрей», которые втягивают в себя множество «траекторий» движения среды. Аттракторы предопределяют ход эволюции среды на участках, отдаленных от непосредственного «жерла воронок» [25]. Например, камни, падающие с горы, неизбежно занимают положение в нижней части долины.

В общей теории систем В.Н. Садовский отрицает возможность точного определения цели развития некоторой системы [35, 36]. Однако, если известна цель надсистемы, то она определит и цель подсистемы. Если «колесо» системы Мира «катится» по некоторым законам, то все подсистемы Мира должны этому содействовать. Поэтому для выбора правильной цели некоторой подсистемы достаточно знать цели ближайших высших иерархических уровней (принцип единоначалия в социальных системах), которые по цепи иерархий эстафетно согласуются с более высокими целями. Например, цель человечества не может не совпадать с целью эволюции живого вещества вообще. И она направлена не к достижению максимального комфорта и гедонизма, а совершенствованию разума [34]. Без знания целей надсистемы попытка понять цель общества изнутри безуспешна. Отсюда пессимизм социологов и философов в невозможности угадать смысл жизни.

Однако существует множество систем, находящихся не в иерархических отношениях, а в «горизонтальных», анархических. Поэтому цели следует согласовывать не только по вертикали, но и по горизонтали.

Различают цели гомеостазиса и цели развития. Если организация ставит своей целью осуществлять производство заданного количества продукции, несмотря на изменения рыночной конъектуры, то это - цель гомеостазиса. Если организация намечает в будущем перейти на производство новой продукции, то эта стратегическая цель относится к целям развития. Однако эти, казалось бы, разные стратегии служат целям выживания. Когда гомеостазис не спасает от угроз, возникает необходимость изменяться (развиваться).

К представлениям, связанным с категорией цели, следует добавить следующее. У каждого объекта и системы можно увидеть великое множество целей. Например, можно достигнуть цели, забивая гвозди микроскопом. Цели могут быть противоречивыми, дополнительными. Единственная цель может быть достигнута множеством альтернативных путей. Увеличение количества целей резко сокращает возможность их совокупного достижения. Примером может служить лекарство и его побочные действия, а также пословицами: «Благими намерениями устлана дорога в ад». «За двумя зайцами погонишься – ни одного не поймаешь». Стремление человека преобразовать природу для своего блага оборачивается угрозой самоуничтожения. Развитие автомобилизма принесло загрязнение среды обитания, высокую смертность на дорогах.

Но с другой стороны игнорирование альтернативных целей может привести к заблуждениям. Например, классическая экономическая теория главной целью своей деятельности провозглашает максимизацию прибыли [51]. Однако здравый смысл подсказывает, что максимум не достижим, и стремление к нему может привести к истощению ресурсов, потере устойчивости системы и даже гибели. Целью развития государства провозглашается постоянный рост ВВП (валовой внутренний продукт), т.е. постоянное повышение потребления при постоянном росте потребностей человека. Этот путь в конечном итоге деструктивен, но человечество с энтузиазмом, подогреваемым «теоретическими» измышлениями, продолжает «бег к пропасти». Все это является следствием линейного, одноцелевого мышления. Зная тренд развития, можно волевым способом вмешаться в естественный процесс, способствуя или препятствуя ему.

Кроме общих признаков систем (интегративность открытость, диссипативность, нелинейность, неравновесность, самоорганизованность) имеются некоторые особенности для разных типов систем. В отдельные типы обычно выделяют биологические, социальные и технические системы. Классификация неудачная потому, что социальные также состоят из элементов биологический природы. А технические пока не могут существовать без человека (биологического существа). Тем не менее, рассмотрим их особенности.

 

3.3. Биологические системы.

Жизнь характеризуется высокоупорядоченными структурами, способными к самовоспроизведению. Отечественный системолог А.Н. Аверьянов выделил следующие основные уровни организации живого.

·        вирусы, состоящие в основном из двух компонентов: молекул нуклеиновой кислоты и молекул белка;

·        клетки, состоящие из ядра, цитоплазмы и оболочки;

·        многоклеточные организмы;

·        популяции   коллективы организмов одного типа;

·        биоценозы - системы, объединяющие организмы различных видов;

·        биосфера - система живой материи на Земле;

·        биогеоценоз – система, объединяющая организмы и неживую природу поверхности Земли.

Система каждого уровня включает в себя компоненты ниже лежащего уровня. Приведём наиболее яркие признаки живого.

1.  Живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровни их самоорганизации значительно выше, чем в неживой природе [28].

2.   Живые организмы используют ресурсы из окружающей среды для поддержания своей упорядоченности (открытые системы). Обмен веществом - это могучая геологическая сила [6]. Живое вещество Земли за год пропускает через себя и преобразует количество химических элементов, соизмеримое с массой земной коры. Интенсивность обмена веществ усиливается способностью живого активно искать ресурсы. Клетка перемещается в сторону увеличения концентрации пищи. Растения тянутся к свету, воздуху, к воде. Человек ищет и добывает ресурсы.

3. Живые объекты уникальны. Не существует двух полностью идентичных живых существ.

4. Живые объекты целеустремленны. Они способны ставить цель и стремиться к ней.

5. Живые объекты функционируют непрерывно. Организм нельзя временно «выключить». Остановка функционирования равносильна смерти.

6. Всё живое реализует жизненный цикл (онтогенез). Всё рождается и неизбежно умирает.

7. Универсальное свойство всех живых систем - способность реагировать на внешнее воздействие (раздражитель). Ответная реакция сложных объектов всегда направлена на «нейтрализацию» вредного внешнего воздействия. Объект своей реакцией стремится сохранить исходное состояние. Сложные живые существа реагируют ситуационно, могут менять свое поведение. При появлении опасности могут убежать, напасть, замереть. Если внешнее воздействие идет на пользу организму, то может возникнуть реакция содействия (не противодействия). Однако, чем проще форма жизни, тем менее разнообразны реакции.

8. Адаптация (стремление к независимости от внешней среды, саморегуляция) также происходит через реакции организма. При болезни человек реагирует повышением (понижением) температуры. Если заболевание не тяжелое, организм с течением времени справляется с ним и температура тела возвращается к норме. Если же адаптивных способностей организма недостаточно, необходимо врачебное вмешательство.

Живое адаптируется разными способами. Создаётся искусственная среда обитания посредством мембран (клетка), кожи, шкур, стен и т.п. В границах искусственной среды поддерживаются необходимые параметры, температура (теплокровные), химический состав. Осуществляется постоянное обновление структуры (регенерация).

8. Способность к регенерации (адаптация, саморегуляция).

Живые системы постоянно заменяют «морально устаревшие» или изношенные фрагменты. Процессам распада, дезинтеграции противопоставляются процессы восстановления испорченного и разрушенного. Клетка периодически заменяет белки (ферменты) [11]. Организмы восстанавливают хвосты, ногти, кожу, волосы, стенки желудка. Человек полностью обновляется в течение нескольких месяцев.

9.  Размножение и экспансия. Все живое размножается.

Самоизоляция единицы живого внутри некоторого замкнутого объема компенсируется экспансией, стремлением занять всю окружающую среду. Этот процесс реализуется через размножение. Неограниченное размножение подобно биологическому взрыву. Одноклеточные водоросли за 8 дней размножения способны увеличить численность особей, которые по объему могут стать соизмеримыми с объемом Земли [6]. Живое вещество, участвуя в процессах обмена ВЭИ, может преобразовывать окружающую среду.

10. Специализация элементов живых систем.

Живое состоит из разнородных элементов, объединенных единством цели. Например, количество специализированных белков в клетке на порядки превышает число атомов в сложной молекуле. У человека имеется около 200 специализированных клеток и множество специализированных органов.

11. Лабильность (подвижность) функциональных связей.

В клетке нет постоянных мест расположения органелл. Они могут передвигаться в протоплазме, но функции свои они при этом выполняют. В животных все органы связаны эластичными тяжами, гибкими сосудами и нервами. Длина связей в живых организмах существенно выше, чем в неживом веществе.

12. Наличие системы управления. Интенсивное производство и циркуляция информации.

В живых объектах имеется блок памяти, где хранится опыт предков и индивидуума. Молекула ДНК дает «инструкции», какие белки надо синтезировать и в каком порядке. Цитоплазма включает в работу те или иные гены. Ядро клетки является банком генетической памяти. В организмах память сосредоточена в нервных узлах (ганглиях), в мозге. Посредством РНК – переносчиков информации «инструкции» поступают в «цех» синтеза белка (рибосомы). Комплектующие (аминокислоты) подаются в нужное место и вовремя. Это очень напоминает конвейерную сборку изделий на заводах, созданных человеком.

Информация из одной клетки может передаваться другим клеткам. Трансдукция, трансформация, конъюгация, сексдукция - известные способы передачи генетической информации от клетки к клетке [11]. Вирусы также участвуют в переносе блоков информации между разными клетками. Возможно, в этом и состоит полезная функция этих паразитов. Центральная нервная система является иерархической системой управления сложными организмами.

13. В человеке ярко выражено стремление к снижению зависимости от внешней среды, стремление подчинить себе окружающий мир, опережающее отражение, создание новой информации, обработка и передача больших объемов информации. Тейяр де Шарден в своем труде “Феномен человека” показал, что эволюция – это постоянное усложнение информационных структур живого (цефализация) [39].

 

3.4. Социальные системы.

Результатом развития жизни явилось появление социальных систем. Они коренным образом отличны от других типов и видов сложноорганизованных образований. Хотя они относятся к живым, но не могут быть объяснены только законами организмов.

Социальные (коллективные) системы известны не только в человечестве, но и в биосфере. Примерами могут послужить муравьи, пчелы, термиты, стайные животные, птицы, рыбы (стаи), популяции, колонии бактерий. Общими признаками организмов и их социумов являются признаки 1-12, перечисленные в разделе «Биологические системы».

Однако имеются различия, заключающиеся в том, что:

1.     Социумы не размножаются, т.е. не производят подобных себе. Социум, исчерпавший свой жизненный цикл, «умирает» и на его месте появляется другой.

2.     Элементы социума обладают большей степенью свободы, чем элементы организма.

3.     Все социальные системы более крупные, чем составляющие их организмы, поэтому связи между элементами стохастические (лабильные) и более длинные.

Информация между элементами передается звуком, светом, запахом, потоками ресурсов. Один и тот же элемент может одновременно входить в различные подсистемы. Человек одновременно является частью производственного коллектива, членом своей семьи, состоит в политической партии, в клубе, спортивной секции и т.п.

4.     Управление носит рефлексивный характер.

5.     Генетическая память дополняется социальной памятью, передаваемой посредством обучения из поколения в поколение.

6.     В большей степени развиты эгоистические тенденции, больше выражена конфликтность между конкурирующими элементами.

7.     Вырабатываются механизмы согласования целей подсистем.

8.     У людей создаются техногенные системы поддержания гомеостазиса и развития.

 

3.5. Техногенные, человеко-машинные системы [2, 15].

Специфическим признаком человека является способность к труду. Определим труд как процесс изменения окружающей среды, в том числе, с применением орудий, направленный на выживание и экспансию субъекта труда.

Труд, как средство выживания, использовался всеми живыми существами. Животные выживают, главным образом приспосабливая свое тело и функции к изменившимся условиям. Животные используют части своего тела в качестве орудий труда. Но у животных труд является лишь дополнением к основным адаптивным возможностям.

Человек унаследовал от млекопитающих все основные подсистемы их организмов: конечности, скелет, дыхательную, нервную, пищеварительную и другие. Органы чувств человека, системы защиты и нападения оказались ослабленными. Резко усилился разум, труд, опережающее отражение, коллективизм поведения. Проявилась дисгармония между очень развитой системой управления и исполнительными системами человека. По законам синергетики для выравнивания диспропорций развитие разума должно было затормозиться, чтобы другие подсистемы смогли ликвидировать своё отставание.

Чтобы не нарушить гармонии, разум, оторвавшийся в развитии от остальных подсистем, вынужден был искусственно усиливать исполнительные функции, зашедшие в тупик. Поэтому были созданы техногенные «руки, ноги, сенсоры, интеллектуальные системы».

Ограждаясь техникой от естественного отбора, человек теряет, забывает технологии естественного выживания. Многие функции атрофируются за ненадобностью (адаптация). Этот путь привел его в капкан зависимости от созданной им же техногенной среды. Труд во всех формах является единственным средством выживания человечества.

Техногенные системы без участия человека пока не способны к саморазвитию. Оставленные без присмотра, они распадутся и будут поглощены биосферой. Однако отмечается тенденция появления саморегуляции и в техносистемах. Техногенные системы приобретают механизмы гомеостазиса, но механизмы самостоятельной (без человека) эволюции пока не созданы. Человек не сможет жить без техносферы, и она не может существовать без человека, т.е. впервые за миллиарды лет в ходе эволюции возник уникальный биотехноценоз. Можно подчеркнуть следующие особенности технических систем.

Детерминизм поведения. Технические системы создаются для пользования человеком, поэтому они должны быть предсказуемыми в поведении. Если случаются фарс мажорные ситуации, то это считается недоработкой конструкторов. Человек может создавать и не предсказуемые в поведении системы, но в этом редко бывает необходимость. Примером могут быть игральные автоматы.

Технические системы управляемы или человеком (автомобиль), или автоматом (автопилот).

Адаптивность технических систем начинает возрастать. Например, в современных автомобилях изготавливают амортизаторы, приспосабливающиеся к качеству дорожного покрытия.

Элементы технических систем четко специализированы и совместимы. Иногда допускается дублирование для повышения надежности. В автомобиле один двигатель, один руль, четыре колеса. Каждый элемент конструктивно сопрягается с другими, как зубья шестерни.

Связи между элементами «жесткие», детерминированные. Каждый элемент связан с другими однозначно. Связи практически не изменяются. Изменчивость связей закладывается в компьютерах, Интернете. Но эта изменчивость не стохастическая, а детерминирована определёнными правилами.

Технические системы не способны самостоятельно размножаться и регенерировать изношенные элементы. Производство, ремонт и экспансию пока осуществляет человек.

Все технические системы подчиняются закону жизненного цикла, последовательно сменяя друг друга. Технические системы могут временно прекращать функционирование, в отличие, от биологических и социальных систем. Автомобиль можно поставить в гараж, отключив все его функции.

 

3.5. Резюме.

Понятие «система» означает нечто составленное из частей, соединение. Существует семейство определений. Людвиг фон Берталанфи определял систему как комплекс взаимодействующих элементов для достижения цели. Общим для всех систем является завершённость внутреннего строения, взаимодействие со средой, наличие связанных частей. Известные методики позволяют анализировать разные системы.

Взаимосвязи между элементами осуществляются как процесс обмена веществом, энергией, информацией не только с окружением, но и с прошлым (генетика), а также с будущим (целеустремлённость). Важную роль играют связи между связями.

ВзаимоСОдействие системы со средой может реализоваться только частью элементов системы с использованием некоторых их свойств. Эту часть системы называют сигнатурой. С некоторым объектом может взаимодействовать только часть внешней среды, которую принято называть «полем деятельности» [8].

Система является моделью общего характера, описывает наиболее общие характеристики большого класса объектов, изучаемых разными дисциплинами [6]. Разные субъекты могут построить разные системы по поводу одного объекта. Понятия элемент, связь, граница и цель системы являются результатом мыслительной деятельности человека. Каждый исследователь видит то, что его интересует, «Системой является все, что мы хотим рассматривать как систему».

Гносеология (теория познания) переводит понятие «система» из сферы объективного в область субъективного. Необходимо представлять систему как виртуальный инструмент исследования, а не как сам объект.

Понятия «организованность» и «система» относятся как объективное и субъективное. Организованность существует в природе независимо от сознания. Система – это способ отражения организованности в сознании.

Система выделяется из среды по характерному набору признаков (свойств), Граница системы всегда субъективна, изменчива. Части организации могут быть разбросаны по всему миру, находиться в движении, вести работу из транспортных средств, но быть функционально связанными [42]. Из множества функций выделяются те, которые соответствуют целям исследователя (системообразующие функции). Функции элементов системы должны быть направлены на достижение целей системы и надсистемы.

Кибернетическая система может быть представлена в виде «чёрного ящика», который через входы и выходы связан с окружающей средой. Структура «ящика» может быть неизвестна. Кибернетика изучает только такие системы, в которых сигнал не просто должен дойти до адресата, но и вызвать в нем реакцию обратной связи.

Цель системы – это направленность поведения открытой нелинейной системы, наличие «конечного состояния» (завершающего лишь некоторый этап её развития). В более широком определении цель представляет собой направление «активности объекта». Поведение системы, задается надсистемой и генетической памятью (принцип целеполагания).

В математике известно понятие «аттрактор» близкое к понятию «цель». Под «аттрактором» понимают относительно устойчивое состояние системы, которое притягивает к себе множество «траекторий» движения системы.

Сочетание процессов и структур, объединенных для достижения цели, носит название функциональной системы. В функциональную систему включаются только те элементы, которые содействуют достижению цели.

 

К биологическим системам относятся вирусы, клетки, организмы, популяции, биоценозы, биосфера.

·        Живые организмы используют ресурсы окружающей среды  для поддержания своей упорядоченности (открытые системы).

·        Живые объекты уникальны. Не существует двух полностью идентичных живых существ.

·        Живые объекты способны ставить цели и стремится к ним.

·        Живые объекты функционируют непрерывно.

·        Всё живое реализует жизненный цикл (онтогенез).

·        Универсальное свойство всех живых систем - способность реагировать на внешнее воздействие.

·        Живое способно к регенерации своих частей.

·        Для живого характерна лабильность (подвижность) функциональных связей, наличие системы управления, интенсивное производство и циркуляция информации.

·        В человеке ярко выражено стремление к снижению зависимости от внешней среды, стремление подчинить себе окружающий мир, опережающее отражение, создание новой информации, обработка и передача больших объемов информации.

Социальные (коллективные) системы известны не только в человечестве, но и в биосфере. Различия организмов и их социумов заключаются в том, что:

·        социумы не размножаются;

·        элементы социума обладают большей степенью свободы, чем элементы организма;

·        все социальные системы более крупные, чем составляющие их организмы, поэтому связи между элементами стохастические (лабильные) и более длинные;

·        управление в социумах носит рефлексивный характер;

·        генетическая память дополняется социальной памятью, передаваемой посредством обучения из поколения в поколение;

·        в социумах больше развиты эгоистические тенденции, больше выражена конфликтность между конкурирующими элементами;

·        вырабатываются механизмы согласования целей управления и элементов системы;

·        у людей создаются техногенные системы поддержания гомеостазиса и развития.

 

Техногенные системы без участия человека пока не способны к саморазвитию. Отмечается тенденция появления саморегуляции и в техносистемах.

Технические системы имеют особенности: детерминизм поведения, управляемость человеком или автоматом, четко специализированные и совместимые элементы, «жесткие», детерминированные связи между элементами, неспособность самостоятельно размножаться и регенерировать изношенные элементы, подчинение закону жизненного цикла, способность временно прекращать функционирование.

 

Контрольные вопросы.

1. Как определял систему Л. фон Берталанфи?

2. Проведите классификацию определений «система».

3. Дайте представления о каждой группе определений «система».

4. Какие понятия лежат в основе представления «система»?

2.           Как понималось слово «система» в древней Элладе?

3.           Расскажите о роли российских учёных в создании теории систем.

4.           Каковы основные положения работы А. Богданова «Тектология».

5.           Какие формальные свойства использовал Берталанфи для характеристики и описания систем?

6.           Что такое цель системы?

7.           В чём ограниченность кибернетики?

8.           Что представляет собой функция системы?

9.           Что такое функциональная система?

10.       Что такое сигнатура системы?

11.      Как осуществляются взаимосвязи?

12.      Какие бывают типы взаимосвязей?

13.      Какие критерии используются для выбора элементов системы?

14.      Каковы особенности у биологических систем?

15.      Каковы особенности социальных систем?

16.      Каковы особенности технических систем?

17.      В чём отличие понятий «система» и «организованность»?

 

Литература

1.     Акофф Р. Л. Системы, организации и междисциплинарные исследования // Системные исследования. Ежегодник, 1969. М.: 1969.

2.     Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. - М.: Сов. Радио, 1979.

3.           Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональных систем. М.: Наука, 1971.

4.     Анохин П. К. Философский смысл проблемы естественного и искусственного интеллекта. // Вопросы философии, 1973, №6.

5.     Афанасьев В.Г. Общество, системность, познание, управление.- М.: 1981.

6.     Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие.- М.: 1998.

7.     Берталанфи Л. Общая теория систем. М.: Системное моделирование, 1969.

8.     Бир Ст. Кибернетика и управление производством. М.: Физматгиз, 1963.

9.     Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Системный подход в системной науке, проблемы методологии системного исследования. - М.: Мысль, 1970.

10.      Большая советская энциклопедия. Т.39. с.158.

11.      Боген Г. Современная биология. М.: Мир, 1970.

12.      Бранский В.П. Теоретические основания социальной синергетики. // Вопросы  философии, 2000, №4.

13.      Винер Н. Кибернетика.  М.: 1968.

14.      Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Иностр. лит., 1968.

15.      Виргинский В.С. Очерки истории науки и техники 16 – 19 вв. М.: Просвещение, 1984.

16.      Dingler H. Das System. Munhen, 1930.

17.      Дружинин В., Конторов Д. С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985.

18.      Ерохина Е.А. Теория экономического развития: системно-синергетический подход. М.: 1999.

19.      Ермак В.Д. Системы. Системные принципы. Системный подход.: Социон, 1997, № 2; 1998, № 1.

20.      Жариков О.Н., Королевская В.И., Хохлов С.Н. Системный подход к управлению: Учеб. пособие для вузов / Под редакцией Персианова. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

21.      Каргин И.И. Системология: Теория, методология, Практика. М.: ГОУВПО «МГУС», 2007.

22.       Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Иностр. лит., 1990.

23.       Klir G. J. An Approach to General System Theory. New York, 1969.

24.       Князева Е.Н. 30 лет синергетике. // Вопросы философии, 2000. №4.

25.      Князева Е.Н, Курдюмов С.П. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация. Темпомиры. СПб.: Алетейя, 2002.

26.      Костюченко C.В. О системе и целом. Формализованные аспекты (набросок) // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.16536, 29.05.2011.

27.      Крылов В.Ю., Морозов Ю.И. Кибернетические модели и психология.  М.: Наука, 1984.

28.      Лавриненко В.П., Рапищев В.П. и др. Концепции современного естествознания: Учебник.  М.: Культура и спорт. ЮНИТИ, 1997.

29.      Лекторский В.А., Садовский В.Н. О принципах исследования систем // Вопросы философии,1960.№8.

30.       Лопатников Л.И. Краткий экономико-математический словарь. М.: Наука,1979.

31.       Милюхин С.Т. Материя в её единстве, бесконечности и развитии. М.: 1966.

32.       Милюхин С.Т. О диалектике развития неорганической природы. М.: 1966.

33.      Паск. Г. Значение кибернетики для наук о поведении. // Кибернетические проблемы бионики.  М.: Мир, 1972, вып. 2.

34.      Попов В.П. Инварианты нелинейного мира.  Пятигорск. Издательство технологический университет, 2005.

35.      Садовский В.Н. Основания общей теории систем.  М.: 1974.

36.      Садовский В.Н. Система. Философский энциклопедический словарь. М.: 1989.

37.      Советский энциклопедический словарь.  М.: 1980. с. 1109.

38.      Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. СПб.: Изд. .дом «Бизнес-пресса», 2000.

39.      Тейяр де Шарден. Феномен человека. -М.: Наука, 1987.

40.      Топоров В Н. Из области теоретической топономастики // Вопросы языкознания, 1962. №6.

41.      Уёмов А.И. Системный подход и общая теория систем.  М.: Мысль, 1978.

42.      Уёмов А.И. Диалектико – материалистическое понимание связей между явлениями. // Философские науки, 1958. №1.

43.      Урманцев Ю.А. Эволюционика или общая теория систем природы, общества, мышления. Пущино, 1988.

44.      Урманцев Ю.А Общая теория систем: состояние, приложение и перспективы.  М.: Система. Гармония, 1987.

45.      Фетисов В.А. Основы системного анализа. М.: 1988.

46.      Философский словарь.  М.: Политиздат, 1980.

47.      Философия современного естествознания: Учебное пособие для вузов / По общ. ред. проф. С. А. Лебедева.  М.: ФАИР – ПРЕСС, 2004.

48.      Шабров О. Политическое управление.  М.: Интеллект, 1997.

49.      Щедровицкий Г.П. Проблемы методологии системного исследования. М.: 1964; расширенный вариант в General systems, Ann Arbor, 1966. vol. 11.

50.       Шустров В.Г. Эпистеме Мира.  Н. Новгород, Деколь, 1993.

51.      Экономическая теория национальной экономики и мирового хозяйства. / Под. ред А. Г. Грязновой. М.: Банки и биржи. ЮНИТИ, 1998.

52.       Эшби Р. Введение в кибернетику.  М.: Иностр. лит., 1970.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ИСТОРИЯ СИСТЕМНОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ.

 

Первоначально элементы системности проявились в мифологическом мышлении. Мифы Гомера представлялись в систематизированной и рациональной форме. В «Теогонии» Гесиода описывается величественный процесс рождения Мира из первоначального хаоса, в чём просматривается идея единства Мира. Космологический процесс описывался с помощью аналогий, как процесс последовательного рождения богов. Сложные природные и социальные явления становились понятными и объяснимыми при сопоставлении их с соответствующими богами, а сама божественная генеалогия носила системный и упорядоченный характер [22].

В ходе развития общества мифологическое сознание пришло в противоречие с практикой и вырастающими на её основе знаниями. Возникла потребность в науке, которая давала бы человеку мировоззренческую ориентацию и базировалась на некотором знании. Эту роль стала выполнять зарождающаяся философия.

Первые представления об упорядоченности и целостности естественных объектов зародились в античной философии. Термин «система» характеризовал упорядоченность и целостность. Именно в этот период был сформулирован тезис о том, что целое больше суммы его частей [23]. Философы искали нечто, что объединяет все предметы Мира. В древней философии ясно декларируется общность движения всех элементов мира, общность связей между частями. Окружающий мир рассматривался как единое целое, имеющий единое первоначало. При этом возникал вопрос: можно ли познать целое посредством познания его частей?

Философ Парменид ввел понятие «бытие» – это то, что всегда есть, едино, вечно, неделимо и неподвижно. В основе атомистического учения Демокрита (460-370 до н. эры) положена идея первоначала Мира, состоящего из мельчайших, невидимых, неделимых частиц (атомов). На основе этой гипотезы объяснялось единство Мира. Мир един, так как его основу составляют атомы. Объяснялось образование множества разнообразных вещей путём различных сочетаний атомов [24].

Системного взгляда на Мир придерживался Аристотель (384-322 до н. эры), который систематизировал и обобщил знания, накопленные древнегреческой философией. Он утверждал, что вещи и их движение немыслимы без причины, направляющей движение (развитие) к определённой цели [1]. В представлении Аристотеля все процессы обладают внутренней направленностью.

Слово «система» появилось в Древней Элладе 2000-2500 лет назад. Оно означало: «сочетание, организм, устройство, организация, строй, союз». Кроме того, оно выражало определённые акты деятельности, их результаты (нечто, поставленное вместе; нечто приведённое в порядок) [19].

В 15 веке нашей эры трактовка космоса приобретает вид системы, независимой от человека. Космос организован имманентными законами, иерархичен и структурирован [20].

Всякий теоретически мыслящий человек во все эпохи мыслил системно. Примерами могут служить философская система Платона, логическая система Аристотеля, философия Гегеля, идеализм Канта, астрономические системы Птолемея, Кеплера, Галилея, кибернетические системы Винера, Эшби [12].

Более развитые формы философских и естественно - научных представлений о системности появились в 16 - 18 веках. Воспринятые от античности, они получили развитие во взглядах Спинозы и Лейбница, стремившихся к естественной интерпретации системности мира. Идеи системности содержатся в гелиоцентрическом учении Коперника и космогонической теории Лапласа [19].

Системные представления интенсивно развивались с 18 века. Спиноза толковал логику, как атрибут природного целого, способ выражения всеобщего порядка и связи вещей, рассматривая тело и его окружение как целое, системное [10]. Маркс и Энгельс продолжали развивать эту мысль. «Вся доступная нам природа образует некоторую совокупную связь тел, причем мы понимаем здесь под словом тело все материальные реальности, начиная от звезды и кончая атомом. Сформировалась диалектика как наука о наиболее общих законах взаимосвязи, взаимопревращении явлений».

В это же время понятие «система» активно применяется в науке. Так, немецкий математик и философ И.Г. Ламберт (1727-1777) подчёркивал, что «всякая наука, как и её часть, предстаёт как система, поскольку система есть совокупность идей и принципов, которая может трактоваться как целое». В работе М.А. Гольбаха «Система природы, или о законах мира физического и духовного» природа выступает как система, как целое, как совокупность вещей.

Французский просветитель Кондильяк отмечал, что «всякая система, есть не что иное, как расположение частей какого-нибудь искусства или науки в известном порядке, в котором они все взаимно поддерживают друг друга, и в котором последние части объединяются первыми» [13].

И. Кант считал, что система может быть представлена применительно к знанию. «Под системой я разумею единство и многообразие знаний, объединенных одной идеей» [14].

Гегель отмечал, что «идея, конкретная в себе и развивающаяся, есть органическая система. Это целостность, содержащая в себе множество ступеней и моментов» [8].

Наиболее бурно системные представления начинают развиваться с середины 19 века. В частности, основанием для этого стало эволюционное учение Ч. Дарвина. Появились системно-структурные теории в химии, периодическая система элементов Менделеева, теория химического строения органических соединений Бутлерова, развивались организменные теории в биологии и функциональные концепции в медицине. Системность объектов начинают связывать с их целостностью, наличием границ, автономностью. В процессе создания фундаментальных теоретических концепций (физика Эйнштейна, геометрии Лобачевского и Римана) расширялось понимание о системных принципах изучения Мира.

Большой вклад в развитие теории систем внесли россияне. Среди них можно назвать Е.В. Федорова, Д.И. Менделеева (периодическая система химических элементов), В.В. Вернадского (биогеохимия), В. Сукачева (теория биогеоценозов).

Первой работой, полностью посвящённой проблемам организации, была работа известного русского исследователя минералов Е.В. Федорова: «Симметрия правильных систем фигур» [17]. В 1891 г. Е.В. Фёдоров впервые показал, что, несмотря на огромное разнообразие кристаллов, в них существует всего лишь 230 типов кристаллических решеток. Оказалось, что количество структурных форм, в которых может существовать материя, гораздо беднее её видового разнообразия. Основное открытие состояло в том, что для любого вещества, способного кристаллизоваться, существует ограниченное количество возможных структурных форм. Исследования Фёдорова позволяют считать, что образование различных организационных форм подчиняется общим законам, управляющих нашим миром.

С конца 19 века математики начали заниматься проблемами, которые, по своему существу, очень близки к теории организации. Прежде всего, это некоторые области топологии и качественной теории дифференциальных уравнений.

Несмотря на то, что понятие система известно с давних времен, первые попытки определить его как самостоятельную научную категорию делаются лишь в 30 годы ХХ столетия. Существенный шаг к теории организации был сделан российским учёным А. Богдановым (настоящая фамилия Малиновский). Три тома новаторской книги А. Богданова "Тектология" издавались на русском языке в период с 1912 по 1917 г. [2]. Широко обсуждавшееся немецкое издание вышло в 1928 году. Тем не менее, на Западе очень мало известно о первой версии общей теории систем, которая послужила предтечей кибернетики. Даже в "Общей теории систем" Людвига фон Берталанфи, опубликованной в 1968 году и содержащей раздел по истории теории систем, не содержится ни одной ссылки на Богданова. «Трудно понять, каким образом Берталанфи, высокообразованный человек, издававший все свои оригинальные труды на немецком языке, мог упустить работу Богданова» [3].

А. Богданов изучал формы живой материи, общие принципы организации всего материального мира, в том числе организацию общества. Теория Богданова ставила своей целью изучение динамики организационных форм, изучение характера их изменения под действием внешних и внутренних факторов. Богданов на материале из областей естествознания и обществоведения показал существование закономерностей в изменении организационных структур, общих для явлений разной природы. В 1911 г. он выпустил в свет первую часть книги «Всеобщая организационная наука» (Тектология). По существу эта работа одна из первых положила начало «Теории систем». Окончательно она была завершена в 1925-1926 годах.

А. Богданов не даёт строгого определения понятия «организация», т.к. «организация» не имеет смысла без конкретного материального исполнения. Организация – это архитектура фрагментов материального мира, это определённая форма существования материи. Данный термин применим в равной мере к любому уровню материи, то есть можно говорить об организационных формах кристаллов, об организации живой ткани, о сообществах животных, об организации общества.

Основная идея работы Богданова состоит в том, что комбинации небольшого количества структурных форм материи создают неизмеримое разнообразие действительности.

А. Богданов рассматривает не застывшие структуры, а их изменения под влиянием внешних факторов и деятельности самой системы. Эти изменения подчиняются вполне определённым законам.

Законы развития можно рассматривать как результат естественного отбора из всех мыслимо возможных процессов. Правила отбора отсеивают те формы движения, которые не ведут к общей цели развития Вселенной. Например, не удается нарушить закон сохранения энергии или импульса. Естественно, что организационные формы в своём развитии также должны следовать определённым законам, столь же объективным, как и законы физики.

Богданов установил, что структуре организации присуща некоторая «организменность», даже в том случае, когда речь идёт об общественных или политических системах. У однажды возникшей организации возникают собственные цели. Одна из этих целей - это сохранение стабильности (консервативность).

Во всех видах систем существуют два противоречивых начала: лабильность (пластичность) и консервативность. Лабильность – это стремление быстро адаптироваться, приспосабливаться к обстоятельствам. Консервативность - явление противоположное лабильности.

Богданов описывал системы, активно взаимодействующие с окружающей средой (открытые) и быстро развивающиеся. По его мнению, активное использование внешней среды обеспечивает сохранность системы.

Введённые А. Богдановым понятия положительной и отрицательной селекции, положительного и отрицательного отбора, являются продолжением Дарвинской теории эволюции. В первом случае за счёт внешней среды система увеличивает количество внутренних связей, повышает свою сложность и эффективность функционирования.

Наряду с положительной селекцией растут и внутренние противоречия системы. Отдельные её части, превращаясь со временем в более или менее автономные организмы, вырабатывают свои собственные самостоятельные цели. При наличии определённых возможностей их достижения, эти автономные части могут действовать вопреки общим целям системы. Отрицательная селекция удаляет все взрывоопасные очаги, преодолевает внутренний антагонизм организации, повышает её однородность, повышает её структурную устойчивость. Но одновременно отрицательная селекция снижает функциональную эффективность организации.

Проблемы структурной селекции в современной экономике связаны с проблемой оптимизации соотношения централизации и децентрализации власти. Централизация в условиях благоприятной экономической конъектуры может обеспечить быстрое развитие всей системы в целом. Но в неблагоприятных условиях отдельные инициативные элементы могут самостоятельно преодолевать возникшие трудности в интересах всей системы.

Особое место в работе Богданова занимает проблема кризисов (катастроф), получившая в последствии название «теория катастроф». Эта теория в начале появилась в математике, но постепенно была распространена на биологию и на общественные науки.

Ведущая роль в создании теории катастроф принадлежит французскому математику и философу Р. Тому. Математические методы способствовали обнаружению способности систем различной природы испытывать резкие перестройки (бифуркации). Однако идеи, которые высказывал Р. Том, были опубликованы А. Богдановым ещё в 1913 г. Он подробно изучал условия и механизмы, вынуждающие организацию к быстрым взрывным перестройкам.

В настоящее время проблемы перестройки рассматриваются в «Теории катастроф». Она изучает явления, приводящие к качественной перестройке структуры системы или процесса. Качественная перестройка структуры и характера движения происходит при достижении критических значений её параметров. Эти значения носят названия точек бифуркации.

Бифуркации появляются не только в физических системах. Они возникают и играют значительную роль в биологии, экологии, экономике, в политике. Если в процессе эволюции, например, живой системы, какой – то параметр превзойдёт своё критическое значение, то, может начаться необратимый процесс перехода биосистемы в новое состояние, свойства которого заранее предсказать невозможно.

Любая организация, как бы ни была совершенна в момент создания или кульминации своей деятельности, как бы хорошо ни соответствовала своей первоначальной задаче, однажды будет нуждаться в коренной перестройке. А. Богданов сформировал существование критических ситуаций как некоторый общий закон. Более того, он утверждал, что чем сложнее система, тем больше шансов в процессе её развития столкнуться с кризисной ситуацией, с необходимостью перестройки.

Исходным понятием «Тектологии» является «организационный комплекс». А. Богданов отмечал, что для организационных комплексов целое больше суммы его частей, для нейтральных комплексов характерно равенство между ними, а для дезорганизационных - целое меньше своих частей. По определению организационные комплексы аналогичны понятию «система».

А. Богданов сумел увидеть изоморфизм физических, биологических и социальных законов. Впервые предметом исследования стали не конкретные вещи, объекты, как принято в традиционной науке, а организационные отношения и связи, инвариантные относительно форм движения материи.

В «Тектологии», кроме того, даётся достаточно подробная классификация комплексов (систем). Выделены организованные, дезорганизованные, нейтральные, нерегулируемые, регулируемые, бирегулируемые; слитные и четочные комплексы, агрессивные и дегрессивные, равновесные и неравновесные, испытывающие и не испытывающие кризис, сходящиеся и расходящиеся виды комплексов.

К фундаментальным достижениям классификации систем можно отнести раскрытие смысла бирегулируемых систем, в основе которых лежат механизмы прямых и обратных связей, составивших в последствии фундамент кибернетики.

Работа А.Богданова «Тектология. Всеобщая организационная наука» переживает сегодня второе рождение. Богданов первым указал и обосновал идею необходимости перехода от специализированного знания к интегрированному знанию. В широком смысле «Тектология» – это учение об организации и оптимизации взаимодействий мировых факторов. Теорию организации А. Богданова можно считать фундаментом теории систем.

В 20-е годы ХХ века английский математик и философ А.Н. Уайтхед сформулировал философскую систему, ориентированную на процессы. В тот же период времени психолог У. Кэннон развил концепцию гомеостазиса, позволяющему организмам поддерживать состояние динамического равновесия на фоне некоторого колебания внутренних параметров.

Гомеостазис (в переводе с греческого языка Homoios – одинаковый, подобный и stasis – состояние) означает свойство живых организмов поддерживать нормальное функционирование живых клеток. «Способность конкретной системы самостоятельно поддерживать гомеостазис характеризует её устойчивость, а состояние, при котором система устойчива, получило название «стабильное состояние». В кибернетику понятие гомеостазиса впервые ввёл У.Р. Эшби.

Процессуальная философия психолога Уайтхеда, концепция гомеостазиса Кэннона и экспериментальные работы в области метаболизма оказали сильное влияние на Людвига фон Берталанфи и привели к созданию «Теории открытых систем» [3]. Основные идеи, которой впервые были изложены в лекциях, прочитанных в 1937 – 1938 гг. в Чикагском университете, а первые публикации по этому поводу относятся к периоду 1947 – 1950 гг.

Характерное для 19 века стремление свести все уровни реальности к физическому уровню, сменилось пониманием Мира, как множества разнородных сфер реальности. Эти сферы хотя и теснейшим образом связанны друг с другом, но не сводимы друг к другу. Возникла идея построения единой науки на базе изоморфизма её законов в различных областях знания.

Садовский В.Н. отмечал [21], что одним из стимулов разработки «Общей теории систем» для Берталанфи было стремление объединить науки, развить, по словам К. Боулдинга, «обобщающий слух», преодолеть «глухоту специализации». Целостность стала называться системой, а целостное видение (понимание) некоторой реальности – системным мышлением. Наряду с понятием «целостность» появился термин «холизм», означающий широкий философский взгляд на различные явления, который часто противопоставляют «редукционизму». Редукционизм реализуется в классической, картезианской науке, считавшей, что знание частей даёт возможность познать целое. Системный подход предполагает сочетание редукционизма (анализ) и холизма (синтез).

Основными задачами ОТС Л. фон Берталанфи считал установление точных законов в биологии, социальной сфере, выявление изоморфизма законов в различных сферах знания. Берталанфи подчеркивал, что общим признаком всех объектов является то, что они есть системы [3].

Концепции общей теории систем за свою историю многократно изменялись. Основными задачами «общей теории систем» Л. фон Берталанфи являются:

1.     Формулирование общих принципов и законов систем независимо от их вида, природы, составляющих элементов и отношений между ними.

2.     Установление точных и строгих законов для нефизических областей знания.

3.     Синтез научного знания на основе изоморфизма законов, относящихся к различным сферам реальности.

Для характеристики систем Берталанфи использует следующие формальные свойства.

Целостность означает, что изменение любого элемента оказывает воздействие на все другие элементы системы и ведёт к одновременному изменению всей системы, и, наоборот, изменение любого элемента зависит от всех других элементов системы.

Суммативность означает, что изменение любого элемента зависит только от него самого, и изменение всей системы является суммой изменений её элементов, не зависящих друг от друга (взаимодействие в этом случае равно нулю).

Механизация – это процесс перехода системы от состояния целостности к состоянию суммативности. При этом взаимодействия элементов могут приблизиться к нулю. По нашему мнению, отсутствие связи не позволяет представлять такие объекты как системы.

Централизация – это процесс увеличения влияния отдельного элемента. В результате незначительные изменения в «главной» части приводят к существенным изменениям всей системы.

Иерархическая организация системы – заключается в том, что элемент более высокого иерархического уровня влияет на «нижний» элемент сильнее, чем наоборот.

ОТС способствует интеграции научного знания на базе изоморфизма законов в различных областях. Важным разделом ОТС является теория открытых систем. Следует подчеркнуть, что различие между закрытыми и открытыми системами условно. Закрытых объектов в природе не существует. Только мысленную систему для упрощения можно считать закрытой, пренебрегая связями объекта со средой.

Основу организмической концепции Берталанфи, разработанной в 20-е – 30-е годы ХХ века, составляет представление о том, что живой организм – это не конгломерат отдельных элементов, а определённая система, обладающая организованностью и целостностью. Причём эта система находиться в постоянном изменении – «организм напоминает скорее пламя, чем кристалл или атом». Следует заметить, что неизменность атома (и других неорганических объектов) является кажущейся. Атом реагирует на внешние воздействия, вступает в химические реакции, распадается (радиоактивность). Но эти процессы исследователь может в некоторых случаях не замечать.

С середины ХХ века по мере появления сложных технических систем стала возрастать степень комплексности и сложности проблем. Затраты на реализацию того или иного решения стали достигать значительных размеров, а риск неудачи становился всё более ощутимым. Требовался учёт всё большего числа взаимосвязанных факторов, а времени на решение становилось всё меньше. В связи с этим потребовались методы, которые позволяли анализировать сложные проблемы как целое, обеспечивающие рассмотрение многих альтернатив, каждая из которых описывается большим числом переменных. Такая универсальная методология решения проблем была названа «системным анализом» (см. главу 8).

Большую роль в становлении системных представлений сыграли исследования  в области теории управления (Приложение 5). Основы теории автоматического регулирования заложил И.А. Вышнеградский (1831 - 1918). А.А. Ляпунов (1857 – 1918) разработал общие задачи устойчивого движения. В ХХ веке А. Тьюринг (1912 – 1954) создал теорию универсальных автоматов. Дж. Фон Нейман (1903 -1957) разработал ЭВМ в США. Основатель кибернетики Н. Винер убеждал общественность в единстве механизмов управления в машинах и живых организмах (1948) [5, 6]. В то же время К. Шеннон разработал основы «Теории информации». Большой вклад в развитие кибернетики внес У. Р. Эшби (1958) [27, 26].

В Советском Союзе в области теории информации и кибернетики работали академик Кантарович (1939), академик Глушков (1923 – 1982) [9], академик Берг (1893 - 1979) и др.

Развитие теории управления привело к осознанию, что организации не распадаются под влиянием внешних воздействий только благодаря процессам самосохранения (гомеостазиса). Такие процессы были описаны еще в «Тектологии» А. Богданова [2], и далее развиты в Общей теории систем (ОТС) Л. фон Берталанфи [3]. Для поддержания процессов самоорганизации необходимы обратные связи.

Кибернетика внесла в системные представления идею управляемости организаций различного уровня сложности. С позиций кибернетики удалось увидеть общность (инвариантность) механизмов управления в машине и живых организмах [5, 6]. В дальнейшем эта концепция привела к представлению о самоуправляемой Вселенной.

Классическая наука мало интересовалась переходными состояниями и процессами. Из экспериментов их старались исключать. Но вся природа фактически является единым непрерывным «переходным» процессом. Мы живем в эволюционирующем, переходном мире. Стационарные состояния кратковременны, поэтому динамика переходных процессов важнее, чем статика.

Во многих научных дисциплинах необходим формальный язык, на котором удобно излагать проблемы сложноорганизованных объектов. Только при наличии общего языка будет достигнута внутренняя интеграция знаний и преодолен барьер между математиками, кибернетиками, физиологами, экономистами, психологами, социологами. Существуют языки тела, движения, действий, мимики. Известны языки художественных образов, знаковые, символические, языки смыслов и др. [17]. Каждый вновь усвоенный язык меняет картину Мира. Попробуйте объяснить танцору исполнение танца языком математики, или стихами. Лучше всего показать действием (язык движения тела). Теория систем пытается создать рациональный и универсальный алгоритм описания действительности.

На волне идей глобального эволюционизма возникла наука о самоорганизации материи и механизмах глобальной эволюции (Приложение 1) [15, 16]. Каждая наука описывает объекты «своим» языком. Синергетику интересует развитие объектов любой природы. Она описывает эволюцию на языке, понятном всем. Мировоззренческие следствия синергетического знания могут быть сформулированы без употребления математического инструментария и языка программирования, что делает их удобными для гуманитариев (Приложение 2).

В 70 гг. 20 века в науке сложилось понимание возможности самоорганизации материи под влиянием внутренних причин. Появились понятия детерминированный хаос, фрактал, автопоэзис, диссипативные структуры, синергетика [20]. Все теории представляют учения о взаимодействии, о развитии, о самоорганизации систем разной сложности. Синергетика изучает неустойчивые процессы, т.е. процессы развития.

Синергетика и нелинейное мышление возникли в естественных науках, но их приложения полезны для социальных процессов, например, экономических. Нелинейное мышление становится отличительной чертой человеческой истории. История переходит от описательной фазы к сослагательному наклонению. Ход истории оценивается в плане альтернативных сценариев [7, 18]. Таким образом, синергетика - это синтетическая наука, объединяющая редукционизм и холизм, реализующая свои возможности в результате конвергенции многих предшествующих наук.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 1.1. Иерархия парадигм и их следствий.

 

Как видно, теория систем продолжает развиваться, включая в себя всё большее количество научных подходов. Один из важнейших аспектов современного развития научной мысли состоит в том, что мы более не признаём существования универсальной картины Мира. «Все научные построения являются моделями, представляющими определённые аспекты или стороны реальности». Различные теории являются моделями различных аспектов Мира. Это, конечно, не исключает, а скорее предполагает возможность последующих синтезов, в которые войдут и будут объединены различные, современные исследования.. Появилась надежда, что сверхсложная среда может описываться небольшим числом фундаментальных идей и образов (универсалий), а затем, возможно, и математических уравнений.

Изолированность

Вселенной

 
Рассмотрим наиболее общие парадигмы, которые создали базу для теории систем. На рис. 1.1 приведена иерархия парадигм и их следствий. В основу построения иерархии положены две несвязанные аксиоматические парадигмы. Парадигма целостности и парадигма глобальной изменчивости. Целостность не является следствием изменчивости. (Целостность может быть и без изменчивости). Изменения могут происходить и не в целостном мире.

Изолированность является следствием целостности. Если Вселенная не изолирована, то часть материи может «уйти» за её пределы. Потеря части нарушит целостность

Законы сохранения могут соблюдаться только в изолированной и изменчивой Вселенной. Любые изменения являются следствиями движения. В изолированной Вселенной движение не может выйти «наружу».

Неоднородность является следствием целостности и изменчивости. Целостность может реализовываться и в неоднородных средах. Для изменчивости необходима неоднородность. В однородной среде нечему изменяться. Неоднородность ощущается как дискретность Вселенских структур и нелинейность процессов. Некоторые локальные совокупности неоднородностей (локусы) представляются как системы (Приложение 3).

Системность Вселенной является следствием целостности и неоднородности. Напомним определение. Система состоит из элементов и связей. Система всегда дискретна, неоднородна и целостна. Сознание отграничивает локусы друг от друга (проблема границ). Связи между локусами пересекают границы.

Организованность является свойством системности. Организованность подразумевает наличие определённого порядка функционирования. Организация должна существовать достаточно долго, не утрачивая своих основных функций, чтобы быть замеченной наблюдателем. Организованность системы проявляется как взаимоСОдействие всех локусов для достижения общих целей. Следовательно, в организации должны протекать процессы поддержания функциональной устойчивости на фоне изменчивого Мира.

Самоорганизация и управление являются механизмами сохранения гомеостазиса организации, реализации её функций. Консервативные процессы поддерживают устойчивость, стабильность, инерционность. Эволюция происходит под влиянием самоорганизации и управления при невозможности сохранять гомеостазис.

Изменчивость (эволюция) в дискретном мире может происходить путем интеграции элементов или их дезинтеграции (разделения на более мелкие части). Кроме того, изменчивость затрагивает и связи между элементами.

Интеграция осуществляется путем перемещения и объединения частей в целое, этот процесс можно назвать комбинированием вещества, энергии, информации (ВЭИ) (Приложение 3).

Дезинтеграция - это распад целого на части, подготовка к последующей интеграции частей в целое.

Все перечисленные выше понятия тесно взаимосвязаны. Наиболее обобщённые понятия (в «жирных» прямоугольниках) располагаются в верхней части рис.1.1.

Можно показать, что «сотворение» систем сознанием сводится к проведению несуществующих границ, фрагментации среды на функционально связанные локусы. На рис. 1.2 приводится схема процедуры построения системы. Эта процедура представляет собой метод проб (гипотез) и ошибок. Каждый шаг является пробой, подвергающейся многократным проверкам на достоверность. Таким способом ищут выход из лабиринта. Зайдя в тупик, возвращаются на исходную позицию и снова начинают поиск. Так представляется процесс построения системы на уровне сознательной деятельности.

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2. Упрощенная процедура построения системы.

 

На самом деле процесс в подсознании развивается одновременно по многим направлениям (последовательно – параллельно), что сокращает длительность процедуры и приводит к реальным результатам.

 

4.1. Резюме.

Элементы системного мышления первоначально проявились в мифологии. Представления о системности в природе развились в античной философии. Бурное развитие философских и естественно - научных представлений о системности в природе произошло в 16 - 18 веках. В 19 веке системность объектов связывалась с целостностью, наличием границ, автономностью.

Выдающийся российский учёный А. Богданов показал существование общих закономерностей в изменении организационных структур для явлений разной природы. Идеи А. Богданова и французского математика Р. Тома положены в основу современной научной дисциплины «Теория катастроф». Создание «Теории открытых систем» Людвига фон Берталанфи – это важный этап в построении общей теории систем.

«Системный анализ» есть универсальная методология решения сложных проблем. Исследования в области теории управления сыграли ключевую роль в становлении современных системных представлений.

Благодаря процессам самосохранения (гомеостазиса) организации не распадаются под влиянием внешних воздействий. Для поддержания процессов самоорганизации необходимы обратные связи.

Кибернетика внесла в системные представления идею управляемости организаций различного уровня сложности, а синергетика - идеи глобального эволюционизма.

 

Контрольные вопросы.

1.     Опишите этапы представлений о системности в природе.

2.     Какова концепция античной философии о системности в природе?

3.     Дайте представления древнегреческих философов о первоначале и всеобщем.

4.     Как понималось слово «система» в древней Элладе?

5.     Поясните формы философских и естественно - научных представлений о системности в природе в 16 - 18 веках.

6.     Расскажите о роли российских учёных в создании теории систем.

7.     Каковы основные положения работы А. Богданова «Тектология»?

8.     Что изучает теория катастроф?

9.     Каковы основные задачи «общей теории систем» Л. фон Берталанфи?

10.      Какие формальные свойства использовал Берталанфи для характеристики и описания систем?

11.      В чём суть организмической концепции  Берталанфи?

12.      Что такое «системный анализ»?

13.      Чьи исследования сыграли большую роль в становлении системных представлений? Перечислите их.

14.      В чём ограниченность кибернетики?

15.      Что такое синергетика и что она изучает?

 

Литература

1.     Аристотель. О частях животных. М.: 1937.

2.     Богданов А.Л. Тектология. Всеобщая организационная наука. М.: Экономика, 1983.

3.     Берталанфи  Л. Общая теория систем. М.: Системное моделирование, 1969.

4.     Буданов В.Г. Синергетическая парадигма. М.: 2002.

5.     Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Иностранная литература, 1968.

6.     Винер Н. Кибернетика. М.: 1968.

7.     Гамаюнов С. От истории синергетики к синергетике истории // Общественные науки и современность, 1994. №2.

8.         Гегель. Соч. М.: 1932. т.9, с.32.

9.         Глушков В.М. О кибернетике как науке. Кибернетика, мышление, жизнь. М.: Наука, 1964.

10.    Ильенков Э.В. Диалектическая логика.  М.: Политиздат, 1984.

11.    Капра С.П. Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем. «София», 2002.

12.    Карташев В.В. Система систем.  М.: Прогресс – Академия, 1995.

13.    Кондильяк. Соч. в 3-х т.  М.: т.2, с. 6.

14.     Кант И. Соч. в 6 т.  М.: 1964. т.3, с.80.

15.     Климонтович Н.Ю. Без формул о синергетике.  Минск, Высшая школа, 1986.

16.    Князева Е.Н. Синергетике – 30 лет. Интервью с профессором Хакеном // Вопросы философии, 2000. №3.

17.    Моисеев Н.Н. Люди и кибернетика. М.: Молодая гвардия, 1984.

18.    Малинецкий Г.Г. Нелинейная динамика и историческая механика. // Общественные науки и современность, 1997, №2.

19.    Огурцов А.П. Этапы интерпретации системного научного знания (античность и новое время) \\ Системные исследования: Ежегодник. М.: Наука, 1974.

20.    Спицнадель В.Н. Основы системного анализа Учебное пособие.С-Пб: Изд. дом «Бизнес-пресса», 2000.

21.    Садовский В.Н. Основания общей теории систем.  М.: Знание, 1974.

22.    Тюхин В.С. Отражение, системы, кибернетика. М.: Наука, 1972.

23.    Философский словарь. М: Политиздат, 1980.

24.    Философия. / под. Редакцией В.Н. Лавриненко. В.П. Ратникова. М.: ЮНИТИ, 2000.

25.    Хакен Г. Синергетика.  М.: Мир, 1980.

26.    26.Шеннон К.Э. Математическая теория связи. Работы по теории информации и кибернетике.  М.: Мир, 1963.

27.    Эшби Р. Введение в кибернетику.  М.: Издат. Иностр. Лит. 1970.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ИНВАРИАНТЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ.

 

До начала ХХ века никто не знал, какая польза из того, что нечто можно представить в виде системы. Только в начале ХХ века появились работы, которые дали возможность говорить о системах что-то содержательное. Были предприняты попытки создания междисциплинарного мышления, подчиняющегося определённым правилам. Однако и до сих пор системный подход к решению проблем остаётся больше искусством, чем наукой.

Например, если надо исследовать функции некоторой организации, то задача сильно облегчается, если её структура уже известна. Аналогично, если врач не знает анатомии, то диагноз поставить не сможет. Таким образом, чтобы эффективно осуществлять системное исследование, необходимы некоторые предварительные знания об объекте и его аналогах. Выделение элементов подразумевает знание системы. А образ системы складывается из знания её элементов. Поэтому, если мало знаний о конкретной системе, то можно воспользоваться знаниями о системах – аналогах или универсальными знаниями обо всех системах.

Развитие науки убедило общественность в том, что сложным объектам биологической, физиологической, социально-психологической природы свойственны схожие принципы функционирования, развития и эволюции. Особо крупные обобщения в этом плане сделал А. Богданов [4]. Поскольку эти принципы выдержали жёсткий отбор в ходе эволюции, то следует постулировать, что лучшие решения те, которые не противоречат законам природы. Поэтому при исследовании систем в первую очередь следует обращать внимание на универсальные характеристики, соответствующие законам природы. Если мы изучаем нечто конкретное, зная общие законы, присущие всем системам, то мы уже вооружены знаниями. Непознанные явления лучше интерпретировать рационально, исходя из законов природы и известных технологий, чем иррационально списывать на творчество инопланетян. К сожалению не все законы природы нам известны.

Задача анализа и синтеза упрощается тем, что все системы оказываются схожими по свойствам и механизмам развития. Такие свойства называют инвариантами, универсалиями, шаблонами, законами, принципами. Инварианты облегчают познавательный процесс, сокращая количество переменных, упрощают моделирование объекта и прогнозы будущего. Даже в инженерном творчестве человека чётко прослеживаются неосознанные шаблоны поведения. Десятки тысяч изобретателей, действуя интуитивно и несогласованно, в итоге приходили к шаблонным решениям, не противоречащим законам природы [1]. Это свидетельствует о существовании единой базы решений, генетически встроенной в коллективное бессознательное.

Поскольку мир изменчив, то лучше изучать его в динамике. Мгновенная фотография (статика) или кратковременный фильм не дают возможности понять направление развития событий. Чем больше интервал наблюдения, тем точнее вырисовывается тренд развития.

Дополнительную информацию о направлении развития конкретной системы можно получить, исследуя развитие надсистемы (окружающей среды). Например, слушая игру одного музыканта, трудно понять логику симфонии. Но если наблюдать за дирижёром и всем оркестром, то действия отдельного музыканта не покажутся случайными. Проведём обзор известных инвариантов функционирования (развития) разных природных организованностей [18, 19, 20].

Схема рис. 5.1 иллюстрирует иерархию механизмов изменчивости Мира. Эта схема применима не только к эволюции вещества, но также к эволюции энергии и информации. Степень обобщения инвариантов уменьшается от уровня 0 к уровню 3. Детали изменчивости более заметны на нижних уровнях.

 

Рис. 5.1. Дерево технологий эволюции Универсума.

 

Процессы уровня 3 обеспечивают реализацию функций 2. Функции 2 обобщаются в уровнях 1 и 0.

Под развитием (изменчивость) понимаются необратимые изменения объекта, в результате которых возникает новое качество или состояние. К развитию следует отнести понятия: «изменчивость», «рост», «генезис», «отбор», «гомеокинез», «эволюция». Развитие может идти как по линии прогресса, так и регресса и выражаться в эволюционной или революционной формах. Изменения могут быть монотонными, скачкообразными, с повторением уже пройденных состояний (циклическое развитие).

Интенсивный путь развития осуществляется через уменьшение количества элементов. При этом повышается нагрузка на каждый элемент, возрастает сложность и незаменимость их функций («не числом, а умением»), сокращается потребление ресурсов, растет коэффициент полезного действия.

Экстенсивный путь приводит к увеличению количества элементов в системе, многократному дублированию элементов и связей. Возрастает суммативность.

Консервативность (принцип устойчивости) является одним из механизмов самосохранения, выживания, гомеостазиса. Каждая система (объект) «сопротивляется» попыткам его изменить (разрушить). В неживой природе это проявляется как принцип Ле - Шателье, закон инерции, правило Ленца для магнитных полей, самоиндукция и т.п. [10]. В живых объектах можно увидеть еще более богатый набор средств самосохранения. Когда «давление» внешней среды начинает нарастать, внутри системы, стремящейся сохранить свой гомеостаз, происходят некоторые изменения, противодействующие внешнему давлению, и система, хотя и с изменениями, сохраняется. Живое работает против сил разрушения, и это позволяет эффективно выживать. Непрочность, мобильность, плюс управление (регенерация) обеспечивают гомеостаз и эволюцию живой материи.

Однако консервативное поведение на фоне изменяющейся внешней среды рано или поздно становится препятствием для выживания, Консервативные процессы поддерживают устойчивость, стабильность, инерционность, гомеостазис до тех пор, пока это осуществимо. Если консервативных механизмов недостаточно, то осуществляется реформирование (адаптация), эволюция организованностей. Значимость инвариантов, отмеченных заливкой, в ходе эволюции возрастает (рис. 5.1).

Консервативность не означает неподвижное равновесие, система вынуждена «работать», чтобы оставаться консервативной. Живое вещество неравновесное, работает против сил разрушения и это позволяет эффективно выживать. Клетка - это объект огромной сложности, состоящий из очень нестабильных элементов, но процессы их регенерации очень эффективны. Именно такой, непрочный, изменчивый материал оказался наиболее пригодным для эволюции. Непрочность, мобильность, плюс управление (регенерация) обеспечивают гомеостаз и эволюцию живой материи.

 Живые системы находятся в состоянии устойчивого неравновесия. Устойчивость требует постоянной работы, затрат энергии. В борьбе за энергию живое вещество приобрело способность «отнимать» её у соседей. Поясним принцип неравновесности.

В представлениях классической механики любой объект «стремится» занять устойчивое положение и максимально долго (консервативно) находиться в ямке, как шарик 1 на рис. 5.2.

 

 

 

 

 


Рис. 5.2

 

При малых возмущениях шарик 1, находящийся в положении устойчивого равновесия, будет совершать малые колебания в зоне ямки, которые со временем затухнут и равновесие восстановится, система станет статичной, равновесной, консервативной. При сильном воздействии шарик 1 может «перепрыгнуть» через барьер в соседнюю ямку. Избежать внешних воздействий невозможно, т.к. закрытых объектов не существует, поэтому вместо устойчивого кратковременного равновесия лучше говорить о подвижном равновесии.

Однако неравновесное состояние также может быть устойчивым (устойчивое неравновесное состояние). Примером может послужить положение шарика 2 на рис. 5.2. Чтобы сохранить устойчивое неравновесие шарика, необходимо воздействовать на него силой (слева и справа), т.е. совершать работу, затрачивать энергию. Так сохраняется гомеостазис неравновесной системы.

Гомеостазис можно сохранять различными способами. Можно построить железобетонный дом, который без ремонта простоит 100 лет (условно равновесное состояние), или 100 лет осуществлять ремонт и реставрацию непрочного сооружения (устойчивое неравновесие). Устойчивость (равновесная или неравновесная) реализуется через изменение функций системы, через изменение элементов и связей. Системы с большим разнообразием функций обладают большими возможностями устойчивости и развития. Повышение устойчивости достигается не только за счет функционального разнообразия, но и за счет дублирования функций.

Концепция глобального эволюционизма (Приложение 1) вопреки классической науке отрицает неподвижность и стационарность Вселенной. «Все течет, всё изменяется». Устойчивое равновесие - это субъективное упрощение действительности. Если шарик «успокоился» в земляной ямке, то землетрясение, например, может изменить ситуацию, нарушить его статичность. Известно, что современные горы