Работа по инфе. Особенность данного учебника состоит в том, что его можно использовать при обучении студентов разных специальностей, опуская или, наоборот, развивая определенные темы, изложенные в нем

• Название: Особенность данного учебника состоит в том, что его можно использовать при обучении студентов разных специальностей, опуская или, наоборот, развивая определенные темы, изложенные в нем
• Анкор: Работа по инфе
• Дата: 05.01.2022
• Размер: 179.5 Kb.
• Имя файла: fayl3.doc
• Тип: Книга; #324697

Предисловие

В последние годы резко усилились тенденции к фундаментализации обучения в высшей школе, уходу от чрезмерно суженной специализации, расширению кругозора специалистов, развитию междисциплинарных связей, воспитанию системного мышления. Наряду с реализацией этих тенденций в преподавании традиционных предметов, в учебных планах многих вузов появились и специфические «системные» курсы, излагающие методологию исследования и проектирования сложных систем. Настоящая книга отвечает потребности в учебной литературе по таким курсам.

Особенность данного учебника состоит в том, что его можно использовать при обучении студентов разных специальностей, опуская или, наоборот, развивая определенные темы, изложенные в нем. Излагаемый в книге подход скорее всего ближе специалистам, имеющим дело с разработкой математических моделей реальных явлений. Однако авторы на практике убедились, что данный учебник может быть полезен не только для инженеров-системотехников и математиков-прикладников, но и для студентов-гуманитариев. Например, в Томском университете многие разделы книги используются в курсе правовой кибернетики для юристов, в спецкурсах по методам исследования социальных систем на философском и историческом факультетах.

На наш взгляд, в ближайшее время прикладной системный анализ станет объектом профессиональной деятельности. Ряд университетов США уже развернул подготовку специалистов в этой области. Необходимость в этом ощущается и в нашей стране. Это подтверждает опыт изложения идей системного анализа слушателям курсов повышения квалификации, т.е. людям, сталкивавшимся с необходимостью решать проблемы реальной жизни и на собственном опыте прочувствовавшим, насколько это не просто.

В девяти главах книги излагаются основные понятия и методы прикладного системного анализа. Сюда относятся и общие фундаментальные понятия (система, модель, информация и др.), и важные конкретные понятия (сигналы, измерительные шкалы, «большие» и «сложные» системы, эмерджентность и пр.), понятия, специфичные для системного анализа (декомпозиция, агрегирование, конфигуратор, проблематика, «заинтересованные стороны» и др.) К арсеналу используемых в системном анализе методов относятся и строго формализованные (оптимизация, принятие решений, кодирование информации), и направленные на формализацию (экспериментальные исследования, построение моделей), и слабо формализованные (экспертные оценки, коллективный выбор), и в принципе неформализуемые операции (формулирование проблем, выявление целей, определение критериев, генерация альтернатив). Все это объединяется общей методологией, вытекающей из диалектического метода, что и позволяет определить системный анализ и как прикладную диалектику.

Книга содержит обширный и разнообразный вспомогательный материал. На полях приведены некоторые важные выводы, а также наиболее употребительные термины и их английские эквиваленты. Каждый параграф завершается кратким итогом (на русском и английском языках). В конце каждой главы приводятся: заключение (в котором отражены основные результаты данной главы), литература, упражнения и вопросы для самопроверки. В конце книги помещен краткий словарь специальных терминов. Все это, по мнению авторов, должно способствовать лучшему пониманию и усвоению изучаемого материала.

К несчастью, Феликс Иванович Перегудов умер, не увидев второго издания нашей книги. Многие из ее достоинств – его заслуга.

Выражаю искреннюю признательность рецензентам первого издания профессорам Т.Вашко (Лаксенбург, Австрия), А.И.Половинкину (Волгоград), Л.А.Растригину (Рига) и рецензенту второго издания проф. А.А.Золотареву (Москва) за полезные замечания и советы, способствовавшие улучшению книги.

Особую благодарность хотелось бы выразить главному редактору издательства «Высшая школа» А.Д.Суходскому, который во многом улучшил форму представления материала первого издания и существенно помог в подготовке второго издания книги.

Введение

Научно-техническая революция привела к возникновению таких понятий, как большие и сложные системы, обладающие специфическими для них проблемами. Необходимость решения этих проблем вызвала к жизни множество приемов, методов, подходов, которые постепенно накапливались, развивались, обобщались, образуя в конце концов определенную технологию преодоления количественных и качественных сложностей. В разных сферах практической деятельности возникали такие ситуации, а соответствующие технологии вместе с их теоретическими основами получали разные названия: в инженерной деятельности – «методы проектирования», «методы инженерного творчества», «системотехника»; в военных и экономических вопросах – «исследование операций»; в административном и политическом управлении – «системный подход», «политология», «футурология»; в прикладных научных исследованиях – «имитационное моделирование», «методология эксперимента» и т.д.

С другой стороны, теоретическая мысль на разных уровнях абстракции отражала системность мира вообще и системность человеческого познания и практики: на философском уровне – диалектический материализм; на общенаучном – системология, общая теория систем, теория организации; на естественно-научном – кибернетика; с развитием вычислительной техники возникли информатика и искусственный интеллект.

В начале 80-х годов уже стало очевидным, что все эти теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, «системное движение». Системность стала не только теоретической категорией, но и осознанным аспектом практической деятельности. Поскольку большие и сложные системы по необходимости стали предметом изучения, управления и проектирования, потребовалось обобщение методов исследования систем и методов воздействия на них. Должна была возникнуть некая прикладная наука, являющаяся «мостом» между абстрактными теориями системности и живой системной практикой. Она и возникла – сначала, как мы видели, в разных областях и под разными названиями, но в последние годы оформилась в науку, которая получила название «системный анализ». Хотя системный анализ находится в развитии, сегодня он выступает уже как самостоятельная дисциплина, имеющая свой объект деятельности, накопившая достаточно мощный арсенал средств и обладающая значительным практическим опытом.

Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований – математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.

В ходе исследования реальной системы обычно приходится сталкиваться с самыми разнообразными проблемами; быть профессионалом в каждой из них невозможно одному человеку. Выход видится в том, чтобы тот, кто берется осуществлять системный анализ, имел образование и опыт, необходимые для опознания и классификации конкретных проблем, для определения того, к каким специалистам следует обратиться для продолжения анализа. Это предъявляет особые требования к специалистам-системщикам: они должны обладать широкой эрудицией, раскованностью мышления, умением привлекать людей к работе, организовывать коллективную деятельность.

Прочтя данную книгу и даже дополнительно изучив нужные разделы глубже, чем это дано в ней, нельзя стать специалистом по системному анализу. Как выразился У. Шекспир: «Если бы делать было бы столь же легко, как знать, что надо делать, – часовни были бы соборами, хижины – дворцами». Профессионализм приобретается в практике.

Полезно было бы дополнить данную книгу сборником реальных примеров системного анализа. Но и это будут все-таки уже проработанные кем-то ранее ситуации. Самая же сложная и интересная часть системного анализа – это «вытаскивание» проблем из реальной жизни, отделение важного от несущественного, поиск правильной формулировки для каждой из возникающих задач. Авторы надеются, что данная книга будет полезной как введение в системный анализ.

Возникновение и развитие системных представлений

Предварительные замечания

В современном обществе системные представления уже достигли такого уровня, что мысль о полезности и важности системного подхода к решению возникающих в практике проблем вышла за рамки специальных научных истин и стала привычной, общепринятой. Уже не только ученые, но и инженеры, педагоги, организаторы производства, деятели культуры обнаружили системность собственной деятельности и стараются осуществлять свою работу осознанно системно. Широко распространилось понимание того, что наши успехи связаны с тем, насколько системно мы подходим к решению проблем, а наши неудачи вызваны отступлениями от системности.

Было бы неверным считать, что «мышление стало системным» только во второй половине ХХ века. Мышление системно всегда и другим быть не может. Системность – это не такое качество, которым можно обладать или не обладать. Однако системность имеет разные уровни. Сигналом о недостаточной системности существующей деятельности является появление проблемы; разрешение возникшей проблемы осуществляется путем перехода на новый, более высокий уровень системности в нашей деятельности. Поэтому системность не столько состояние, сколько процесс.

Иллюстрацией этого может служить состояние знаний тех, кому только что сказанное представляется расплывчатым, не очень ясным: что означает само слово «система», что означает «действовать системно», почему «не системного» знания не бывает? Налицо проблема понимания сказанного (кстати, совсем не уникальная, а типичная для обучения). Эту проблему мы будем решать, постепенно повышая уровень системности знаний, в чем и состоит цель данной книги. Пока же нам достаточно тех ассоциаций, которые возникают, когда мы употребляем в обыденной речи слово «система» в сочетании со словами «общественно-политическая», «Солнечная», «нервная», «отопительная» или «уравнений», «показателей», «взглядов и убеждений», – ведь эти словосочетания обозначают (наряду с различным) и нечто общее: системность.

В данной главе мы покажем, что хотя осознание системности мира пришло с трудом и не сразу, оно не могло не прийти: системные представления возникли по объективным причинам и развиваются под действием объективных факторов.

Роль системных представлений в практической деятельности

Человек – активная часть природы. Добиваясь своих целей, человек использует природу, воздействует на нее, преобразует ее и себя. Без преувеличения можно сказать, что самым важным и самым интересным для человечества кругом вопросов являются вопросы о возможностях человека в его отношениях с природой, о способах реализации этих возможностей, о факторах, способствующих и препятствующих расширению этих возможностей. К этому же кругу вопросов принадлежит и философская проблема соотношения материи и сознания.

Начнем с рассмотрения практической деятельности человека, т.е. его активного и целенаправленного воздействия на окружающую среду. Наша первая задача – показать, что человеческая практика системна. Впоследствии мы будем подробно и всесторонне рассматривать признаки системности, а сейчас отметим только самые очевидные и обязательные из них: структурированность системы, взаимосвязанность составляющих ее частей, подчиненность организации всей системы определенной цели. По отношению к человеческой деятельности эти признаки и в самом деле очевидны, поскольку каждый из нас легко обнаружит их в своем собственном практическом опыте. Всякое наше осознанное действие преследует определенную цель (пока оставим в стороне неосознанные действия). Во всяком действии легко увидеть его составные части, более мелкие действия. При этом легко убедиться, что эти составные части должны выполняться не в произвольном порядке, а в определенной их последовательности. Это и есть та самая определенная, подчиненная цели взаимосвязанность составных частей, которая и является признаком системности.

Системность и алгоритмичность

Другое название для такого построения деятельности – алгоритмичность. Понятие алгоритма возникло сначала в математике и означало задание точно определенной последовательности однозначно понимаемых операций над числами или другими математическими объектами. В последние годы стала осознаваться алгоритмичность любой деятельности, и уже всерьез говорят не только об алгоритмах принятия управленческих решений, об алгоритмах обучения, алгоритмах игры в шахматы, но и об алгоритмах изобретательства, алгоритмах композиции музыки. Подчеркнем, что при этом делается отход от математического понимания алгоритма: сохраняя логическую принудительность последовательности действий, мы допускаем, что в алгоритме данной деятельности могут присутствовать и такие действия, которые не формализованы; важно лишь, чтобы этот этап алгоритма успешно выполнялся человеком, хотя и не осознанно. Например, Р.Х. Зарипов отмечает: «...подавляющее большинство элементов творческой деятельности, реализуемых человеком «легко и просто», «не думая», «по интуиции», на самом деле являются неосознанной реализацией определенных алгоритмизируемых закономерностей, реализацией неосознаваемых, но объективно существующих и формализуемых критериев красоты и вкуса».

Здесь важными являются следующие моменты. Во-первых, всякая деятельность алгоритмична. Во-вторых, не всегда алгоритм реальной деятельности осознается (композитор сочиняет музыку, шофер мгновенно реагирует на изменения дорожной обстановки, вратарь ловит в броске мяч – «не думая»). В-третьих, в случае неудовлетворенности результатом деятельности возможную причину неудачи следует искать в несовершенстве алгоритма. Это означает – пытаться выявить алгоритм, исследовать его, искать «слабые места», устранять их, т.е. совершенствовать алгоритм и, следовательно, повышать системность деятельности. Таким образом, явная алгоритмизация любой практической деятельности является важным средством ее развития.

Перейдем теперь к другой задаче – показать, что роль системных представлений в практике постоянно увеличивается, что растет сама системность человеческой практики. Последнее можно проиллюстрировать многими примерами, но поучительно сделать это на несколько схематизированном примере проблемы повышения производительности труда.

Одна из важнейших особенностей общественного производства состоит в непрерывном росте его эффективности, и прежде всего в повышении производительности труда. Подчеркнем, что этот процесс роста очень сложен, многогранен, но его итог выражается, овеществляется в развитии средств труда и методов его организации.

Механизация

Простейший и исторически первый способ повышения эффективности труда – механизация. Человек вооружается механизмами – от простейших орудий и приспособлений, приводимых в действие мускульной силой, до сложнейших машин со встроенными в них двигателями. С помощью механизмов и машин один человек выполняет физическую работу, которую без них пришлось бы выполнять многим людям.

Механизация позволяет решать многие проблемы. Например, по подсчетам акад. А.И. Берга, если бы механизация строительных работ у нас оставалась на уровне строительства Днепрогэса, то для сооружения только электростанций уже в прошлом десятилетии потребовалось бы все трудоспособное население Советского Союза. В строительстве электростанций этого не произошло – благодаря механизации. Но в целом в народном хозяйстве страны еще весьма высок процент работ, выполняемых вручную: в промышленности – несколько меньше половины, в сельском хозяйстве и в сфере обслуживания – значительно выше. Таким образом, возможности механизации еще далеко не исчерпаны.

Однако механизация имеет естественный предел: работой механизмов управляет человек, а его возможности ограничены физиологически. Нельзя делать лопату слишком широкой – поднимать ее придется человеку. Машина не должна иметь слишком много приборов-индикаторов и рычагов управления: у человека всего два глаза и две руки. Скорость реакции человека ограничена, поэтому механизация очень быстрых процессов бессмысленна. Короче говоря, сам человек является «узким местом» механизации.

Автоматизация

Решение проблемы состоит в том, чтобы вообще исключить участие человека из конкретного производственного процесса, т.е. возложить на машины не только выполнение самой работы, но и выполнение операций по регулированию хода, течения процесса работы. Технические устройства, объединившие эти две функции, называются автоматами.

В соответствии с этим второй способ повышения производительности труда (он же второй этап по времени и второй уровень системности общественного производства) получил название автоматизации.

Автоматы полностью освобождают человека от выполнения данной работы. Они могут иметь разную сложность и выполнять разнообразные работы. В быт вошли торговые и игровые автоматы, автоматическая телефонная связь, в промышленности уже существуют целые автоматические линии, цехи и заводы, развивается промышленная и транспортная робототехника. Расширенные возможности представляют перестраиваемые, многофункциональные автоматы, среди которых особое место занимают ЭВМ. Автоматизации поддаются все более сложные работы, в том числе такие, которые прежде выполнялись только в виде мыслительной деятельности. Это опять-таки вызывается объективной необходимостью. А.И. Берг приводил данные, что если бы плановые, экономические и финансовые органы нашей страны обрабатывали всю информацию по-старому, на счетах и арифмометрах, то сейчас все трудоспособное население страны должно было бы работать «в бухгалтериях». Этого не произошло – благодаря автоматизации с помощью ЭВМ.

Однако очень важно понять, что автоматизировать, т.е. полностью возложить на машину, можно только те работы, которые детально изучены, подробно и полно описаны, в которых точно известно, что, в каком порядке и как надо делать в каждом случае, и точно известны все возможные случаи и обстоятельства, в которых может оказаться автомат. Только при таких условиях можно сконструировать соответствующий автомат, и только в этих условиях он может успешно выполнять работу, для которой предназначен. Пользуясь уже знакомой нам терминологией, можно сказать, что автомат реализует некоторый алгоритм (в математическом смысле этого слова), и если алгоритм в какой-то своей части неправилен или неточен либо встретилась ситуация, не предусмотренная алгоритмом, то поведение автомата не может соответствовать целям его создания.

Итак, автоматизация является мощным средством повышения производительности труда: по мере совершенствования наших знаний о тех или иных производственных процессах последние могут быть автоматизированы во все большей степени. Однако и у автоматизации в свою очередь существует естественный предел: в реальной жизни часто приходится сталкиваться с непредвиденными условиями и с невозможностью полной формализации многих практических действий.

Кибернетизация

Наиболее остро такие проблемы возникают в процессе руководства человеческими коллективами, при управлении производственными системами, при проектировании и эксплуатации крупных технических комплексов, при вмешательстве (например, медицинском или исследовательском) в жизнедеятельность человеческого организма, при воздействии человека на природу, т.е. в тех случаях, когда приходится взаимодействовать со сложными системами. Повышение эффективности такого взаимодействия является как объективной, так и субъективной необходимостью, и, естественно, человечество вырабатывает способы решения возникающих при этом проблем.

Совокупность таких способов представляет собой третий уровень системности практической деятельности человека. Этот уровень можно назвать кибернетизацией, поскольку кибернетика первой среди других подходов стала претендовать на научное решение проблем управления сложными системами (хотя она оправдала не все ожидания).

Основная идея разрешения проблем, связанных со сложными системами, состоит в том, чтобы в тех случаях, когда автоматизация (т.е. формальная алгоритмизация) невозможна, использовать ту человеческую способность, которая именно в таких случаях проявляется и которая называется интеллектом: способность ориентироваться в незнакомых условиях и находить решение слабо формализованных задач (сказочный герой мог решать даже такую задачу: «Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что»). При этом человек выполняет именно те операции в общем алгоритме, которые не поддаются формализации (например, экспертная оценка или сравнение многомерных и неколичественных вариантов, принятие управленческих решений, взятие на себя ответственности). Именно на этом принципе строятся автоматизированные (в отличие от автоматических) системы управления, в которых формализованные операции выполняют автоматы и ЭВМ, а неформализованные (и, возможно, неформализуемые) операции – человек. Этот путь, следовательно, состоит в разумном использовании естественного человеческого интеллекта.

Однако на этом возможности кибернетизации не кончаются, а, скорее, лишь начинаются. Вполне логично, в духе лучших научных традиций, возникает вопрос: нельзя ли смоделировать интеллектуальные возможности человека – хотя бы в той части, которая необходима для выполнения конкретных, пусть частных, интеллектуальных операций? Здесь опыт науки и техники подсказывает два пути: «подглядеть» у природы алгоритмы интеллектуальной деятельности (т.е. изучать естественный интеллект) либо «изобрести» эвристически алгоритм предположительно с интеллектуальными свойствами и исследовать, что это даст (т.е. конструировать интеллект искусственно).

По ходу изложения мы еще не раз будем возвращаться к проблемам и результатам кибернетизации. Пока же отметим, что техническими средствами для этого служат автоматы и ЭВМ. Их совершенствование и использование для самых разнообразных нужд, создание алгоритмов и программных систем для ЭВМ приобрели исключительно важное значение. Настолько важное, что все связанное с использованием ЭВМ стали выделять в отдельную область науки и техники, названную информатикой.

Но не менее важная сторона процесса кибернетизации связана с изучением самих систем, созданием методов организации и управления сложными системами, развитием системных представлений, системных теорий.

Подведем итог. Природная системность человеческой практики является одним из объективных факторов возникновения и развития системных понятий и теорий. Естественный, спонтанный рост системности человеческой деятельности сопровождается, дополняется осознанием этой системности, а затем ускоряется ее сознательным повышением. Роль знания и соблюдения принципов системности в практике возрастает. Алгоритмизация любого вида деятельности – важный способ повышения ее системности.

Внутренняя системность познавательных процессов

Рассматривая объективные причины возникновения и факторы развития системных представлений и соответствующих методов и теорий, мы должны отметить объективные особенности человеческого мышления. Покажем, что сам процесс познания системен и что знания, добытые человечеством, также системны.

Современные представления об окружающем нас мире позволяют говорить о его бесконечности в пространстве и времени, о возможности неограниченного расширения и углубления наших знаний о любом объекте, сколь бы велик или мал он ни был. Человек существует конечное время и располагает конечными материальными, энергетическими и информационными ресурсами. И все же человечеству удается познавать мир и, как показывает его практика, познавать верно. А. Эйнштейн отмечал, что самое удивительное в природе то, что она познаваема.

Противоречия между неограниченностью желаний человека познать мир и ограниченностью существующих возможностей сделать это, между бесконечностью природы и конечностью ресурсов человечества имеют много важных последствий, в том числе и в самом процессе познания человеком окружающего мира.

Анализ и синтез в познании

Одна из таких особенностей познания, которые позволяют постепенно, поэтапно разрешать эти противоречия, – наличие аналитического и синтетического образов мышления. Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонент. Но чтобы познать целое, сложное, необходим и обратный процесс – синтез. Это относится не только к индивидуальному мышлению, но и к общечеловеческому знанию.

Аналитичность человеческого знания находит свое отражение в существовании различных наук, в продолжающейся дифференциации наук, во все более глубоком изучении все более узких вопросов, каждый из которых сам по себе тем не менее интересен, важен и необходим. Вместе с тем столь же необходим и обратный процесс синтеза знаний. Так возникают «пограничные» науки типа биохимии, физикохимии, биофизики или бионики. Однако это лишь одна из форм синтеза. Другая, более высокая форма синтетических знаний реализуется в виде наук о самых общих свойствах природы. Философия выявляет и отображает все (любые) общие свойства всех форм материи; математика изучает некоторые, но также всеобщие, отношения. К числу синтетических относятся и системные науки: кибернетика, теория систем, теория организации и др. В них необходимым образом соединяются технические, естественные и гуманитарные знания.

Итак, расчлененность мышления (на анализ и синтез) и взаимосвязанность этих частей являются очевидными признаками системности познания.

Эволюция взглядов на системность мышления

Интересно отметить, что осознание диалектического единства анализа и синтеза пришло не сразу, и в разные исторические эпохи системность мышления имела различный характер. Ф. Энгельс отмечал, что в древней Греции преобладало нерасчлененное знание: «...природа еще рассматривается в общем, как одно целое. Всеобщая связь явлений природы не доказывается в подробностях: она является для греков результатом непосредственного созерцания».

Для последующего этапа – метафизического способа мышления – характерно преобладание анализа: «Разложение природы на ее отдельные части, разделение различных процессов и предметов природы на определенные классы, исследование внутреннего строения органических тел по их многообразным анатомическим формам – все это было основным условием тех исполинских успехов, которые были достигнуты в области познания природы за последние четыреста лет. Но тот же способ оставил нам вместе с тем и привычку рассматривать вещи и процессы природы в их обособленности, вне их великой связи, и в силу этого – не в движении, а в неподвижном состоянии, не как существенно изменчивые, а как вечно неизменные, не живыми, а мертвыми».

Сами метафизики ощущали незавершенность аналитического знания, видели возможность и даже необходимость синтеза, но считали синтез произвольной деятельностью ума, не имеющей отношения к природе. Так, Ф. Бэкон писал: «Человеческий разум в силу своей склонности легко пред-полагает в вещах больше порядка и единообразия, чем их находит. И в то время, как многое в природе единично и совершенно не имеет себе подобия, он придумывает параллели, соответствия и отношения, которых нет».

Р. Декарт утверждал, что разум должен предполагать «порядок даже и там, где объекты мышления вовсе не даны в их естественной связи».

Новый, более высокий уровень системности познания представляет собой диалектический способ мышления.

В развитие диалектики значительный вклад внесли представители немецкой классической философии – И.Кант, И.Фихте, Ф. Шеллинг.

У Канта имеются прямые суждения о системности самого мышления и его развития: «Достигаемое разумом единство есть единство системы». «Системы [знаний] кажутся, подобно червям, возникающими путем generatio aequvoca из простого скопления собранных вместе понятий, сначала в изуродованной, но с течением времени в совершенно развитой форме».

Но Кант считал систему только идеальной: «Под системой же я разумею единство многообразных знаний, объединенных одной идеей».

Исследование процессов развития познания, соотношения познания и реальности привело Гегеля к окончательному формированию диалектики. Материалистическая интерпретация диалектики, построенная Марксом, дополнила общую картину до современного понимания системности мышления. При этом диалектический подход состоит в том, чтобы не только противопоставлять материалистическую диалектику идеалистической, но и видеть их взаимодействие. Если рассматривать диалектику как методологию согласования системности мышления с системностью природы, то такое согласование возможно вести в двух направлениях, взяв за начальную точку либо материю, либо сознание. Ясно, что полную картину мы будем иметь, лишь рассмотрев весь замкнутый цикл такого согласования. Истина состоит не только в том, что бытие определяет сознание, но и в том, что сознание определяет бытие.

Подведем итог. Одной из важнейших объективных причин возникновения системных наук является системность самого человеческого мышления. В данном параграфе основное внимание было уделено системности процесса логического познания, что прежде всего проявляется в его структурированности, в частности в выделении подпроцессов анализа и синтеза. Системен и сам результат познания, т.е. сами полученные знания, само их представление; однако этот вопрос столь важен для данного курса, что ему будет посвящена отдельная глава.

Внутренняя системность познавательных процессовОбсуждая объективные причины развития системных представлений, мы убедились, что к важнейшим из этих причин относятся системность человеческой практической деятельности и внутренняя системность человеческого мышления. Возникает вопрос не является ли системность специфическим свойством человека, своего рода приспособлением, выработанным им для собственного удобства, облегчения, упрощения своей деятельности в окружающем мире, а сам мир не только безразличен к тому, кто и как его познает, и познает ли вообще, но может и не иметь ничего общего с нашими представлениями о нем?

Поставленный вопрос порождает множество переплетенных между собой проблем. Можно (как это было сделано в первом издании данной книги) рассмотреть философские аспекты познавательного процесса, сопоставить мнения философов различных направлений. Несмотря на различия между воззрениями разных авторов на процессы познания и практики, почти все они признавали существование связи между мышлением и реальностью (мышление как отражение реальности, мышление как один из природных процессов), «ввиду чего мы должны предполагать систематическое единство природы как объективно значимое и необходимое».

К выводам, аналогичным приведенному высказыванию И. Канта, приходили многие философы. Системность природы не только логически выводится в рамках теоретических построений, но и практически проявляется в реально наблюдаемых явлениях, как с участием человека, так и без него.

Вся природа системна

Ныне системность понимается не только как свойство человеческой практики (включающей и внешнюю активную деятельность, и мышление, и даже пассивное созерцание), но и как свойство всей материи. Системность нашего мышления вытекает из системности мира. Современные представления позволяют говорить о мире как о бесконечной иерархической системе систем, находящихся в развитии, на разных стадиях развития, на разных уровнях системной иерархии, взаимодействующих друг с другом. Все новые и новые естественнонаучные данные подкрепляют такие представления. Например, И. Пригожин недавно построил теорию, успешно объясняющую процессы самоорганизации в природе. Оказалось, что неоспоримые факты спонтанного возникновения организованных систем из хаоса вполне объяснимы внутренними свойствами самой материи.

Системы как абстракция

Присоединяясь к точке зрения на системность как на всеобщее, универсальное свойство всей природы, должны отметить, что существует и другая точка зрения. Некоторые авторы считают, что возможность по- разному выделять систему из цельного мира означает, что системы – лишь наши представления о мире. Например, в монографии Дж. Клира приводится такое определение системы: «Система – это то, что различается как система... Системой является все то, что мы хотим рассматривать как систему».

На первый взгляд, такой подход снимает многие вопросы, которые нам приходится подробно обсуждать в данной главе. Во-первых, вместе с понятием естественных систем исчезают трудности объяснения целесообразности и самоорганизации в природе. Во-вторых, исследование систем сводится к исследованию построенных моделей, и единственным экспериментальным методом системологии становятся машинные (вычислительные) эксперименты.

Допустимый для специалистов, занимающихся разработкой высокосложных компьютерных технологий, такой подход совершенно неприемлем для специалистов по системному анализу, объектом исследований которых являются реальные жизненные ситуации, требующие практического (и улучшающего!) вмешательства. В системном анализе на первый план выступает вопрос об адекватности моделей, об их соответствии реальности, а это неизбежно ведет от представлений о системности наших знаний о мире к представлениям о системности самого мира.

И все-таки в приведенных выше высказываниях Дж. Клира есть рациональное зерно. Возможность по-разному расчленять реальный мир на относительно отдельные части, каждую из которых можно рассматривать как систему, и создает впечатление, будто системой является все то, что мы хотим считать системой. Еще дальше идущей абстракцией является понятие множества как произвольно формулируемой совокупности.

Примененное к реальным объектам, это понятие совпадает с понятием системы (система всех рек, система всех элементарных частиц и т.п.). Однако из-за реальной всеобщей взаимосвязанности не бессмысленно говорить о свойствах множества всех рек региона, континента, Земли и практически изучать эти свойства. Таким образом, дело оказывается не в том, что мы хотим рассматривать некоторое множество реальных объектов как систему, а в том, что оно действительно образует систему со своими, специфическими для нее свойствами.

Свойства любых систем

Однако, как бы ни понималась системность (как свойство разума, позволяющее познать мир, или как свойство самой природы), все исследователи этого феномена сходятся во мнениях относительно характеристических признаков любой системы независимо от ее происхождения. Не претендуя на законченность списка таких особенностей, приведем перечень важнейших, необходимых признаков того, что данный объект, явление, процесс или их модель имеют системный характер.

1. Всякая система обладает целостностью, обособленностью от окружающей ее среды, выступает как нечто отдельное, единое. (Примеры: рыба в воде, море и окружающая его суша, наука в культуре, солнечная система в галактике, геометрия в математике и т.д.).

2. Обособленность, выделенность системы в среде не означает ее изолированности от среды: система связана со средой, существует в ней, взаимодействует с ней, обменивается со средой энергией, материей, информацией (в разных пропорциях, в зависимости от природы системы). Иными словами – все системы открыты; замкнутых (т.е. изолированных от среды) систем не бывает. Можно вообразить замкнутую систему, но проверить, доказать ее реальность невозможно – ведь с ней нельзя взаимодействовать, т.е. нет опыта, в котором проявилось бы ее существование.

3. Цельность системы не означает ее однородности и неделимости: наоборот, в системе можно различать определенные составные части.

4. Разделимость системы на части не означает, что эти части полностью изолированы друг от друга. Наоборот, части образуют целое благодаря связям между ними. Открытость системы означает, что ее части связаны и с внешней средой, но цельность системы основана на том, что внутренние связи частей, образующие структуру системы, в каком-то отношении сильнее, существеннее, важнее, чем их внешние связи.

5. Целостность системы обусловлена тем, что система как целое обладает такими свойствами, которых нет и не может быть у составляющих ее частей. Свойства системы не сводятся к свойствам ее частей, не являются простой совокупностью этих свойств. Система и существует, и выделяется, и описывается как носитель этих качественно новых свойств. (Возникновение принципиально нового качества, не существующего без объединения частей в систему, называется эмерджентностью.) Понятие эмерджентности проясняет разницу между внешними и внутренними связями системы: свойство системы как целого проявляется в ее взаимодействии с окружающей средой (т.е. реализуется через внешние связи как функция системы), но само это свойство возникает и может существовать лишь благодаря взаимодействию частей (т.е. благодаря внутренним связям, т.е. благодаря структуре системы).

6. Понятие эмерджентности позволяет подчеркнуть еще один аспект внутренней целостности системы. Изъятие части из системы приводит к тому, что система при этом теряет какие-то существенные свойства, т.е. становится другой системой. Более того, часть, изъятая из системы, также теряет свои существенные свойства, которые могли реализовываться лишь до тех пор, пока эта часть находилась в системе. Поэтому основа холистического (целостного) подхода состоит в недопустимости рассмотрения частей системы по отдельности, вне их взаимодействия с другими частями.

7. Открытость системы, ее связанность со средой означает, что она (система) в свою очередь входит в какую-то бульшую систему, является частью в этой большей системе. В результате мир выглядит (существует!) как иерархическая система вложенных друг в друга, перекрывающихся частично или полностью, или разделенных, но взаимодействующих систем.

8. Внутренняя и внешняя целостность систем обобщаются, объединяются, синтезируются в понятии цели, которая как бы диктует и структуру, и функцию системы. Функция системы интерпретируется как проявление целеустремленности системы; структура системы выступает при этом как вариант реализации цели. В связи с этим рассмотрение целей системы становится одной из центральных проблем системологии. В частности, проводится различие между субъективными и объективными целями (и, соответственно, между искусственными и естественными системами).

9. Системы не являются застывшими, неизменными образованиями. Наоборот, в результате внешних и внутренних взаимодействий, все системы находятся в динамике, подвержены постоянным изменениям, происходящим с разной интенсивностью. Многообразие процессов, происходящих с системами, велико; их классификация проводится по разным основаниям (развитие – рост – равновесие – убыль – деградация; цикличность – непериодичность; детерминированность – случайность; рождение – жизнь – смерть; и т.д.). Многие явления в системах невозможно понять без учета их динамики.

В последующих главах мы подробно детализируем и обоснуем эти тезисы, а также постараемся показать, как на их основе строятся методология исследования и проектирования систем, методы целевого (успешного, правильного, системного) воздействия на системы.

Подведем итог. Системны не только человеческая практика и мышление, но и сама природа, вся Вселенная. Системность является настолько присущим и всеобщим свойством материи, что его можно назвать формой существования материи. Известные формы существования материи – время, пространство, движение, структурированность – представляют собой частные проявления, аспекты системности мира.