ахазез. А.О. Огнев. 1-36-08. Основы системологии
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
структурность, связан с понятием структура системы. Как нет единого определения понятия «система», так нет и единого опре- деления понятия «структура». Под структурой обычно понимается либо закон связи между элементами, либо относительная выделенность в теле его частей и соответствующая ей система, порядок материальных взаимосвязей данных час- тей, их взаимоотношений, посредством которых они соединяются в то единст- 17 во, целостность, которым является данное тело и т.д. Структура в прямом смысле этого слова есть строение системы. Вне систем структур не существует. Система может быть представлена простым перечислением элементов или «черным ящиком» (моделью «вход – выход»). Однако чаще всего при исследо- вании объекта такое представление недостаточно, так как требуется выяснить, что собой представляет объект, что в нем обеспечивает выполнение поставлен- ной цели, получение требуемых результатов. В этих случаях систему отобра- жают путем расчленения на подсистемы, компоненты, элементы с взаимосвя- зями, которые могут носить различный характер и вводят понятие структуры. При этом в сложных системах структура включает не все элементы и связи между ними, а лишь наиболее существенные компоненты и связи, которые ма- ло меняются при текущем функционировании системы и обеспечивают суще- ствование системы и ее основных свойств. Иными словами, структура характе- ризует организованность системы, устойчивую упорядоченность элементов и связей. Одна и та же система может быть представлена различными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от аспекта их рас- смотрения, цели создания. При этом по мере развития исследований или в ходе проектирования структура системы может изменяться. Взаимодействие элементов в системе осуществляется строго избирательно. Иначе говоря, элемент (компонент), входящий в систему, взаимодействует с другими элементами (компонентами) не целиком, а лишь одной или несколь- кими сторонами. Следовательно, характер и качество связи зависит от особен- ностей той или иной сторон элементов (компонентов), находящихся во взаимо- действии. Примеры: 1. Кирпичи в простой кладке взаимодействуют между собой лишь путем со- прикосновения поверхностей, не претерпевая никаких внутренних измене- ний. Взаимодействие здесь чисто механическое. 2. В кристалле во взаимодействии его элементов-атомов проявляются их внут- ренние свойства. Атомы, входящие в кристалл, претерпевают определенные качественные изменения. Поэтому кристаллическая решетка лишь весьма приблизительно передает структуру кристалла. 3. Живой организм. Взаимосвязь клеток в новой системе настолько сложна и многообразна, что для ее отражения используется понятие «биологическая форма движения». Во взаимодействии клеток непосредственно участвуют многие их элементы, причем взаимозависимость клеток настолько сложна, что они уже не могут существовать изолированно. Таким образом, чем больше сторон и свойств элементов участвует во взаи- модействии, тем сложнее оказывается структура. Связь – одно из фундаментальных понятий в системном подходе. Система, как единое целое, существует именно благодаря наличию связей между ее эле- ментами, т. е., иными словами, связи выражают законы функционирования сис- темы. Связи различают по характеру взаимосвязи как прямые и обратные, а по виду проявления (описания) как детерминированные и вероятностные. 18 Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций от одного элемента к дру- гому в направлении основного процесса. Обратные связи в основном выполняют функции управления процессами. Их также называют «управляющими». Обратные связи предполагают некоторое преобразование компоненты, поступающей по прямой связи, и передачу ре- зультата преобразования обратно, т. е. в направлении противоположной функ- циональной последовательности (прямой связи) к одному из предыдущих эле- ментов системы. Открытие принципа обратной связи явилось выдающимся событием в раз- витии техники и имело исключительно важные последствия. Процессы управ- ления, адаптации, саморегулирования, самоорганизации, развития невозможны без использования обратных связей, истинную роль которых мы только сейчас начинаем постигать. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Если положи- тельную обратную связь можно назвать стимулирующим фактором, то отрица- тельную – регулирующим. Отрицательная обратная связь тормозит исходный процесс, не дает ему чрезмерно нарастать, но ослабляет свое воздействие, как только основной процесс начинает спадать (затухать). В результате основной процесс поддерживается в каких-то, обычно заданных, пределах. Детерминированная (жесткая) связь, как правило, однозначно определя- ет причину и следствие, дает четко обусловленную формулу взаимодействия элементов. Вероятностная (гибкая) связь определяет неявную, косвенную связь между элементами системы. Теория вероятности предлагает математиче- ский аппарат для исследования этих связей, называемый «корреляционными зависимостями» [2]. В работе [28] приводится эмпирическая классификация связей: 1. Связи взаимодействия (координации), среди которых можно выделить связи свойства и связи объектов. Особый тип связей взаимодействия составляет связи между отдельными людьми, а также между командами специалистов. Специфика этих связей состоит в том, что они опосредуются целями, пресле- дуемыми каждой из сторон взаимодействия. В рамках этого типа связей разли- чают кооперативные и конфликтные. 2. Связи порождения (генетические), когда один объект выступает как основание, вызывающее к жизни другой (например, связь типа «А отец В»). 3. Связи преобразования, среди которых различают: связи преобразова- ния, реализуемые через определённый объект, обеспечивающий это преобразо- вание (такова, например, функция химических катализаторов), и связи преобра- зования, реализуемые путём непосредственного взаимодействия двух или более объектов, в процессе которого и благодаря которому эти объекты порознь или совместно переходят из одного состояния в другое. 4. Связи строения (структурные) - природа этих связей с достаточной ясностью раскрывается на примере химических связей. 5. Связи функционирования, обеспечивающие деятельность объекта. Многообразие функций в объектах различного рода определяет и многообразие 19 видов связей функционирования. Общим для всех этих видов является то, что объекты, объединяемые связью, совместно осуществляют определённую функ- цию. В самом общем виде связи функционирования можно разделить на связи состояний (когда следующее по времени состояние является функцией от пре- дыдущего) и связи энергетические (когда объекты связаны единством реали- зуемой функции). 6. Связи развития, которые можно рассматривать как модификацию функциональных связей состояний, с той, однако, разницей, что развитие суще- ственно отличается от простой смены состояний. 7. Связи управления, которые в зависимости от их конкретного вида мо- гут образовывать разновидность либо функциональных связей, либо связей раз- вития. Таким образом, наличие структуры является неотъемлемым качеством сис- темы, а структурность определяет упорядоченность и организованность эле- ментов (компонентов) системы и связей между ними. Основным признаком системности исследуемого объекта является его це- лостность: объект выступает как нечто целое относительно окружающей сре- ды. Под целостностью понимают внутреннее единство системы, наличие всех необходимых элементов со связями между ними, относительную автономность системы в смысле независимости от окружающей среды. Целостность подразу- мевает, что изменение любого элемента системы оказывает воздействие на дру- гие элементы системы и ведет к изменению всей системы. Поэтому целостную систему невозможно разложить на отдельные компоненты таким образом, что- бы не потерять ее интегративных свойств. Так как целостность означает внут- реннее единство системы, воспринимающиеся как единое целое, поэтому нель- зя рассматривать систему без учета всей сложности ее структуры, взаимодейст- вия между составляющими систему элементами и подсистемами, в отрыве от системного окружения, выраженной функциональности, т.е. целенаправленно- сти для достижения заданных конкретных результатов. Имеет место закон це- лостности систем, который формулируется, как способность системы претер- певать изменения, сохраняя самое себя. Закон говорит о том, «что» определяет существо системы и обеспечивает ее целостность. Интуитивное осознание целостности окружающего нас мира воплощено в художественных творениях великих мастеров эпохи Возрождения Микеланд- жело и Леонардо да Винчи. Попытки научного осмысления феномена целост- ности находят свое отражение в философских учениях Э. Канта и Г. Гегеля. Эмпирическое понимание целостности природы присутствует в трудах выдаю- щихся естествоиспытателей и биологов девятнадцатого столетия Ч. Дарвина, Э. Геккеля, А. Гумбольта. Однако фундаментальные исследования механизмов образования и сохранения целостности в системах живой и неживой природы начались только в первой четверти XX века. Например, в результате исследования механизмов целостности психологи- ческого восприятия человеком внешнего мира (Вертгаймер, 1980, 1987) было доказано, что люди и животные, организованные в систему, воспринимают внешнюю ситуацию и ведут себя совершенно иначе, чем в случае их разобщен- 20 ности. То есть системные психологические механизмы и коллективное поведе- ние формируются и развиваются по иным законам, чем индивидуальная психи- ка и персональное поведение. Вместе с тем, они коррелированны, обуславливая и определяя друг друга, – формируя то, что называют целостностью социаль- ных и биологических систем. Механизмы образования целостности физических объектов были вскрыты Н. Бором в результате анализа взаимодействий внутри многоатомных молекул вещества. Оказалось, что при образовании химических соединений электроны атомов не локализуются вокруг ядер, а распределяются особым образом по всей системе. Каждый электрон можно обнаружить в любой точке химического со- единения с определенной, пусть ничтожно малой, вероятностью. В результате все электроны веществ, вступающих в химическое взаимодействие, становятся как бы «коллективизированными», принадлежащими уже не одному какому-то определенному атому индивидуально, а всей образовавшейся молекуле, всем составляющим ее атомам сразу. Именно в этом современная квантовая химия видит главную причину особой целостности даже самых простейших – двух- атомных молекул [29]. Начало изучения целостности экологических систем, то есть систем, обра- зованных взаимоотношениями человека и объектами живой и неживой приро- ды, было положено трудами В.И. Вернадского (1926 г.). В них убедительно по- казано, что человек и природа не только взаимосвязаны, но в этой системе уже совсем скоро не останется "резервных" элементов, т.е. природных объектов, ис- чезновение которых из-за деятельности человека не вызовет обратной реакции со стороны природы. Именно эта ответная реакция составляет основу механиз- ма восстановления целостности экосистем, возможно с самыми негативными последствиями для человечества. Четвертый признак системности – это эмерджентность (произв. от лат. emergo – возникаю). Эмерджентностью называют наличие интегративных свойств (качеств), присущих системе в целом, но не присущих ее элементам в отдельности. Свойства системы оказываются не просто суммой свойств, со- ставляющих ее отдельных элементов, а определяются наличием и спецификой связей и отношений между элементами, т.е. их следует рассматривать как инте- гративные свойства, или качество системы. Наличие связей и отношений между элементами системы и порождаемые ими интегративные целостные свойства системы обеспечивают относительно самостоятельное (обособленное) сущест- вование и функционирование системы, отличающее данную совокупность от остального. То есть объединение элементов в нормальную систему осуществ- ляется в результате формирования согласованного взаимодействия (сложение усилий) в нечто новое, обладающее интегративным свойством (качеством), ко- торым сами эти элементы до объединения не обладали. Интегративное свойст- во существенно для данной совокупности элементов, отличает данную сово- купность от всех остальных и имеет свое название, например, автомобиль, ножницы, здание, экономика, финансы, государство. Другими словами, систему образуют совокупность элементов только тогда, когда отношение между ними порождают интегративные свойства и связанные с ними свойства целостности. 21 Интегративным качеством искусственных систем, создаваемых людьми для оп- ределенных целей, является его основное назначение, а интегративные качества эволюционных систем, возникающих естественным путем, совпадают с поня- тием ее сущности [7]. И, наконец, пятым признаком системности объекта исследований является иерархичность: каждый компонент объекта (системы), в свою очередь рас- сматривается как подсистема, а сам исследуемый объект (система) представля- ет собой один из компонентов более крупного объекта (надсистемы). На рис. 2 схематично представлена иерархия трёхуровневой системы, в ко- торой системы А 1 , А 2 , А 3 , входят в надсистему (гиперсистему) Д, а система А 1 , со своей стороны, состоит из подсистемы В 1 , В 2 , В 3 Пример: Класс в школе представляет собой сложную систему, каждый элемент которой (учащийся) также может быть представлен как объект – сис- тема, в то же время класс как компонент входит в ещё более сложную систему – школу. Рис. 2. Схематическое представление 3-х уровневой иерархии систем, когда система А 1 , входящая в надсистему Д, со своей стороны, состоит из подсистем В 1 , В 2 , В 3 Система выступает как системное иерархическое образование, в котором выделяются различные уровни, разные типы взаимосвязей между различными уровнями. В результате иерархического строения появляется возможность по- следовательного включения систем более низкого уровня в системы более вы- сокого уровня. Такие иерархические системы называются структурированны- ми. Наибольшее распространение имеют древовидные иерархические системы (рис. 3): сложные технические системы, классификаторы, словари, производст- венные системы, организованные системы предприятий и т.д. Анализируя вышеперечисленное, попробуем обобщить понятие «система». Система – это не просто набор каких-то элементов, между элементами должны быть определенные связи, способствующие функционированию системы. Но если какого-то элемента не хватает (например, винтика в ножницах или раство- Д 22 ра в кладке кирпичей), то система не может выполнять свою функцию (или плохо ее осуществляет), т.е. необходим полный набор элементов, достаточный, целостный. Рис. 3. Древовидная иерархическая структура И, наконец, система должна обладать интегративным свойством, отли- чающим ее от других систем. Таким образом, система – это совокупность элементов, связанных и взаи- модействующих друг с другом, образующих определенную целостность, един- ство и обладающих интегративным свойством. Контрольные вопросы 1. В каком случае изучаемый объект может рассматриваться как система? 2. Что мы понимаем под структурой объект-системы? 3. Виды связей между элементами системы. 4. Как понимать целостность системы? 5. Эмерджентность – как основной признак системности. 6. Иерархичность как соподчинение низших уровней высшим. 7. Дайте определение системы. 1 2 1.1……… 2.1……….. 23 3. СИСТЕМООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ Как образуются, существуют, функционируют, развиваются системы, как они сохраняют свою целостность, структуру, форму, ту особенность, которая позволяет отличать одну систему от другой? Эта задача уже более двух тысяч лет занимает человеческий ум. Здесь просматривается два направления поисков ответа. Первое – по нему идут естествоиспытатели, специалисты конкретных наук – заключается в том, что исследуются особенности, специфика, характер системообразующих фак- торов в каждой анализируемой системе. Другое направление характеризуется попытками выявить за спецификой, уникальностью, единичностью конкретных системообразующих факторов общую закономерность, присущую всем систе- мам без исключения, но проявляющуюся по-разному в разноуровневых систе- мах. Более перспективным в этом направлении является поиск типологии сис- темообразующих факторов, а именно, подразделение этих факторов на внешние и внутренние (А.Н. Аверьянов, 1985). Внешние системообразующие факторы. Это – факторы среды, которые способствуют возникновению и развитию систем. Они подразделяются на механические, физические, химические и др. Указанные факторы действуют на всех уровнях развития материи. Внешние факторы – это такие силы, которые, способствуя образованию системы, в то же время выступают чуждыми для ее элементов, не обуславливаются и не вызы- ваются внутренней необходимостью к объединению. Естественно, что они не могут играть главную роль в системообразовании. Но, являясь случайными и внешними по отношению к единичной системе, эти системообразующие фак- торы могут быть внутренними в масштабе той системы, в которую рассматри- ваемая входит как часть либо как элемент. Одними из важнейших среди внешних системообразующих факторов яв- ляются пространство и время. Остановимся на факторе времени. Время как длительность, несомненно, является системообразующим, а не только системоразрушающим фактором, ибо разрушение одних систем означает созидание других. Естественно, при этом, как и в любом другом случае, одновременно действуют и другие систе- мообразующие факторы. Время как длительность есть всеобщий системообра- зующий фактор. А является ли системообразующим фактором будущее? Время как будущее в нашем мышлении всегда связано с материальным состоянием рассматриваемой системы, причем это будущее материальное состояние есть результат развития данной системы. Рассмотрим несколько вариантов влияния будущего на системообразова- ние. Прежде всего, будущее может выступать как цель объединения. В основе тенденции к объединению лежит тенденция к самосохранению: объединение необходимо ради будущего самосохранения. Сюда же относится и недостаточ- но исследованное явление размножения систем, в основе которого, видимо, ле- жит все то же свойство самосохранения. 24 Особенно четко оно наблюдается в живой природе, но в более скрытых формах свойственно и неживой природе, естественно, с учетом их количест- венного различия. Будущее влияет на системообразование и тем, что его зачатки существуют в настоящем и существовали в прошлом. Развитие этих материальных элемен- тов будущего и определяет системообразование. |