8.3. Классификация систем по характеру взаимодействия с внешней средой

По этому признаку выделяют открытые, закрытые и частично открытые системы.

Открытые системы характеризуются способностью обмениваться с внешней средой (в том числе с элементами и компонентами других систем) веществом, энергией и информацией. Ино­гда такие системы называют диссипативными², подчеркивая тем самым, что они образуются за счет излучения или рассеяния вещества, энергии и информации, использованной системой, и получе­ния из внешней среды свежего вещества, дополнительной энергии и новой информации.

Закрытые (изолированные или замкнутые) в отличие от открытых систем не обмениваются с внешней средой ни веществом, ни энергией, ни информацией. Им присущи только внутренний метаболизм и полная изоляция.

Напоминание

Метаболизм - от греч. metabole — перемена, превращение

Однако при этом надо учитывать принимаемые определенные допущения по «прозрачности» границы системы или пределу принятой чувствительности модели системы на воздействия внешней среды и наоборот - по чувствительности реакции внешней среды на влияние исследуемой системы.

В частично открытых системах наблюдается присутствие только отдельных форм внешнего метаболизма, проявляемых частично. Например, существуют информационно открытые системы, не обменивающиеся со средой ве­ществом и энергией за исключением той минимальной доли, которая не­обходима для поддержания информационного метаболизма.

Возможны частные случаи: например, не учитываются гравитацион­ные и энергетические процессы, а отражается в модели системы только обмен информацией со средой. В этом случае говорят об информационно-проницаемых или соответственно - об информационно-непроницаемых системах.

Следует отметить, что в природе не существует абсолютно открытых и абсолютно закрытых открытых систем. Поэтому классификация на подобные классы систем достаточно условна. Так, в оп­ределенные периоды времени могут создаваться условия, обособляю­щие систему от внешнего мира. Однако это всегда временное состоя­ние. Рано или поздно в системе произойдут процессы, которые приве­дут к ее вскрытию и она обретет способность обмениваться веществом, энергией и информацией с окружающей средой.

Исследования поведения и развития систем относительно проявляемого ими внешнего метаболизма привел к ряду важных для анализа их поведения явлений. Так, в закрытых системах проявляются термодинамические закономерности, которые кажутся пара­доксальными и противоречат второму началу термодинамики, которое определяет рост энтропии или стремление к неупорядоченности, разрушению. В /2/ по этому поводу сказано, что саморазвитие закрытых систем идет по пути возрастания хаоса, дез­организации и беспорядка. Закрытые системы как бы производят хаотичность. В конечном счете, будучи предоставлены сами себе, они неминуемо переходят в состояние с максимальной хаотичностью, то есть достигают точки равновесия, в которой всякое производство работ становится невозможным.

Самоорганизация может происходить только в открытых и частично открытых системах. Отсюда открытость в любой ее форме есть необходимое (но не дос­таточное) условие самоорганизации и, следовательно, развития (эво­люции) систем различной природы. Именно поэтому важно для системы управления поддерживать хороший обмен информацией со средой.