53.Системный подход как основной метод геоэкологии. Проявления системного подхода в экологии и географии.

Системный подход в экологии

Набор концепций, методов, решений принято называть «системным анализом» и правомерно использование его в экологии – науке, являющейся по существу также системной. Рассматриваемый нами предмет «Системная экология» формировался в последние несколько десятков лет как набор различных методов системного анализа, математической логики и дифференциальных уравнений, многомерной статистики, а также методов вычислительной математики и моделирования к анализу биологических систем различного уровня – от клеточно-организменного до экосистемного и биосферы в целом. Как научное направление «системная экология» еще окончательно не сформировалось и поэтому сюда относят все возможные методы исследования биологических систем и их динамики, а также исследования различных проблем и задач, возникающих при изучении биосистем, характеризующихся множеством переменных и параметров. Большой толчок к развитию этого направления дало появление современных быстродействующих компьютеров, позволяющих хранить и обрабатывать большой объем количественной и качественной информации.

Системный анализ включает несколько основных этапов: • выбор проблемы; • постановка задачи и ограничение ее сложности; • установление иерархии целей и задач; • выбор путей решения задачи; • моделирование; • оценка возможных стратегий; • внедрение результатов.

Эффективное становление методологии системного подхода стало возможным только в середине 60-х годов 20 в. В это время в распоряжение экологов поступили мощные ЭВМ и были разработаны методы моделирования сложных динамических систем, главным образом в аэрокосмических и технических исследованиях, которые и получили название системного анализа. Первые работы в этой области были проведены Ляпуновым (1966, 1968), Винбергом, Анисимовым (1966), Полетаевым (1966), а в зарубежных исследованиях Уаттом (1966), Одумом (1967) и др.

Именно системная экология имеет в настоящее время смысл. Присоединяясь к Одуму (1975), можно сказать, что задача системной экологии состоит в описании принципов, упрощений и абстракций, к которым необходимо научиться сводить многообразие реального мира природы, прежде чем приступить к построению его математических моделей. В этом случае моделирование следует считать специфическим методом системной экологии, с помощью которого исследуются законы функционирования и развития экосистем во времени и пространстве.

Системный подход к решению проблем, в том числе и экологических, включает следующие этапы:

• отыскание возможных вариантов решения;

• определение последствий использования каждого из возможных вариантов решения;

• применение объективных критериев, которые указывают, является ли одно решение более предпочтительным, чем другие.

При этом не предполагается, что используемые способы выбора решений являются единственными.

Положения, которые необходимо учитывать при системном анализе:

• процесс принятия решения должен осуществляться таким образом, чтобы используемые способы выбора решения можно было оценить, улучшить или заменить;

• критерии оценки решения должны быть четко сформулированы;

• усилия, затраченные на выявление связей между причинами и следствием, должны быть оправданы лучшим пониманием проблемы.

Экологические сообщества с их бесчисленными и порой едва уловимыми взаимодействиями между отдельными видами ресурсов, особями и популяциями чрезвычайны сложны по своей природе. Даже взаимодействие между хищником и жертвой (простейшая ситуация) является достаточно сложным: необходимо учитывать такие факторы, как степень голодания, поиск, преследование и новая функциональная реакция, пространственное и временное разделение и т.п.

Экологи создают модели сложных экосистем на ЭВМ на допущении разнообразных взаимодействий между компонентами этих систем. Используя фактический материал по влиянию каждого компонента экосистемы на остальные, они пытаются создать, по возможности, реалистические модели экосистем, чтобы можно было предсказывать их реакцию на те или иные воздействия. Поскольку в этом случае системный подход по сути дела является описательным и дедуктивным, сфера его приложений ограничена, т.к. нельзя предсказать точно поведение системы за пределами их состояний, которые имеются в исходных данных по взаимодействию между биотопами. Но, с другой стороны, это позволяет планировать дальнейшие исследования, акцентировать внимание на наиболее важных факторах и особенностях биосистемы.

Применение системного анализа в экологии

Поскольку системный анализ представляет собой скорее способ мышления, нежели определенный набор рецептов, приведенный выше перечень должен рассматриваться только как руководство к действию. При решении конкретных задач некоторые этапы могут быть исключены или изменен порядок их следования, иногда придется повторить эти этапы в различных комбинациях. Например, может оказаться необходимым пересмотреть роль исключенных из рассмотрения факторов, что потребует пройти несколько раз стадии моделирования и оценки возможных стратегий. Аналогичным образом может проверяться адекватность целевой структуры исследования, для чего придется время от времени возвращаться к одному из ранних этапов даже после выполнения значительной части работы на более поздних этапах анализа. Самые плодотворные модели будут «копировать» реальную ситуацию с той точностью, которая позволит получить спектр решений и удовлетворит широкий круг людей, принимающих решения. Стадия принятия решения, таким образом, не всегда бывает четко определена, окончательное решение может приниматься уже после завершения формального научного исследования.

Цель описанного выше многоэтапного системного анализа состоит в том, чтобы помочь выбрать правильную стратегию при решении практических задач, в данном случае в области экологии. Структура этого анализа направлена на то, чтобы сосредоточить главные усилия на сложных и, как правило, крупномасштабных проблемах, не поддающихся решению более простыми методами исследования, например наблюдением и прямым экспериментированием. Из-за сложности проблем, для решения которых применяется системный анализ, предполагается использование ЭВМ для обработки и анализа данных, моделирования и выбора альтернативных решений. Однако ни использование ЭВМ, ни привлечение математического аппарата не является основной особенностью системного анализа как такового.

Отчасти дело здесь в относительной сложности экологии как науки, имеющей дело с разнообразными взаимодействиями между огромным количеством организмов. Почти все эти взаимодействия динамические в том смысле, что они зависят от времени и постоянно изменяются. Более того, взаимодействия часто имеют ту особенность, которую в технике называют обратной связью, т.е. характеризуются тем, что некоторые эффекты процесса возвращаются к своему источнику или к предыдущей стадии, в результате чего эти эффекты усиливаются или видоизменяются. Обратные связи бывают положительными (усиление эффекта) и отрицательными (ослабление эффекта). Сама обратная связь может быть достаточно сложной, включая в себя ряд положительных и отрицательных эффектов, а последствия могут зависеть от факторов внешней среды. Примером может служить кривая Рикера (1979) между родительским стадом и пополнением молодью, которая используется во многих моделях водных экосистем.

Когда в экологическом исследовании рассматриваются эффекты намеренного воздействия на экологические системы, тем самым вводится еще одно измерение изменчивости и взаимодействия. Например, в принципиальных вопросах прикладной экологии лесоводства и земледелия или рыболовства для некоторого упрощения обычно рассматривают поведение лишь одной культуры, вида, однако подобные исследования почти ничего не говорят нам о том, как будет вести себя система как целое в ответ на изменения, вызванные хозяйственной деятельностью человека. В частности, влияние данной культуры на почву и на другие виды, входящие в состав той экосистемы, в пределах которой произрастает данная культура, изучается довольно редко в основном из-за трудностей проведения экспериментов, которые нужно поставить, чтобы проверить правильность гипотез необходимой степени сложности. Еще труднее распространить идеи комплексного подхода на экологические эффекты, возникающие, например, при землепользовании или эксплуатации морских экосистем, где рассматривается несколько альтернативных стратегий развития и управления биосистемой и средой.

По всем этим причинам, т.е. из-за внутренней сложности экологических взаимосвязей, характерной для живых организмов изменчивости и очевидной непредсказуемости результатов постоянных воздействий на экосистемы со стороны человека, экологу необходимо упорядочить и логически организовать свои исследования, которые уже выходят за рамки последовательной проверки гипотез. Прикладной системный анализ дает возможную схему такой организации – схему, в которой экспериментирование является составной частью процесса моделирования системы, так что сложность и изменчивость сохраняются в той форме, в которой они поддаются анализу. Специалисты по системному анализу не объявляют свой подход к решению сложных проблем единственно возможным, но считают, что это самый эффективный подход. Если бы был иной, они бы им воспользовались.

Есть, однако, и еще одно основание для применения системного анализа в экологии. По самой своей природе экологическое исследование часто требует больших масштабов времени. Например, исследования в области земледелия, садоводства или рыболовства связаны с определением урожайности, а урожай собирается раз в год, так что один цикл эксперимента занимает один год и более. Для лососевых хозяйств цикл горбуши – два года, кеты – 4–5 лет. Чтобы найти оптимальное количество удобрений и провести другие возможные мероприятия по окультуриванию, может понадобиться несколько лет, особенно когда рассматривается взаимосвязь с погодой. В лесоводстве из-за длительного круговорота урожаев древесины самый непродолжительный эксперимент занимает 25 лет, а долговременные эксперименты могут длиться от 40 до 120 лет. Аналогичные масштабы времени часто необходимы и для проведения исследований по управлению природными ресурсами. Все это требует извлекать максимальную пользу из каждой стадии экспериментирования, и именно системный анализ позволяет построить нужную схему эксперимента.

Системный подход в географии – исследование географических объектов как систем, которые состоят из разнородных, но взаимосвязанных элементов, обладающих единством. Элемент – географический объект, принимаемый единым, неразложимым в данном конкретном исследовании. Как правило, элемент есть часть (компонент) сложного объекта (системы), выполняющей в нем (в ней) определенную функцию. География, объектом изучения которой являются сложные территориальные системы, наиболее хорошо подготовлена к восприятию и активному применению системного подхода. Отдельные элементы системного анализа в географии можно найти еще в работах Страбона, Л. Гвиччардини, Б. Варениуса, А. Гумбольдта, К. Риттера, И. Тюнена и др. В России комплексный научный анализ в географии с использованием системного подхода представлен в работах И. К. Кирилова, М. В. Ломоносова, Н. П. Огарева, К. И. Арсеньева и других ученых.  В современной географии первые опыты использования системного анализа в исследовании территориальных систем представлены в трудах Б. Берри, Р. Чорли, Б. Кеннеди, П. Хаггета, Т. Хагерстранда, Дж. Лэнгтона, Д. Харвея и др. В Советском Союзе практическое применение системного подхода в географии и экологии появилось в 60-е годы ХХ в. и способствовало синтезу наук о Земле и социально-экономических дисциплин. Тогда появились интересные статьи Д. Л. Арманда о природных комплексах как саморегулирующаяся информационных системах, работы В. С. Преображенского, А. Ю. Ретеюма, А. Г. Исаченко, Н. А. Солнцева и др. В 1968 г. Ю. Г. Саушкин и А. М. Смирнов предприняли попытку ввести в географию представление об интегральных геосистемах и геоструктурах.  Традиционно использующийся в географии комплексный подход явился благоприятной предпосылкой развития системных представлений в этой предметной области. В наибольшей степени идеи системного анализа проявились в физической географии, – в учении о геосистемах, разработанном в 60-х годах В. Б. Сочавой. Это понятие во многом сходно с определением природно-территориального комплекса, который представляет собой пространственно ограниченный набор компонентов, объединенный относительно тесным взаимодействием.  На основе системного подхода формируется географическая тектология – направление научной мыс­ли, исследующее фундаментальные принципы организация и эволюции гео­графических (геопространственных) систем. Основные предпосылки внедрения системного подхода в географические науки следующие. ^ Чрезвычайная сложность реального мира. Это заставляет исследователя попытаться, во-первых, изолировать составные части действительности – либо в эксперименте, либо путем абстрагирования; во-вторых, проанализировать взаимодействие этих частей в упрощенных условиях. Представляя собой неиз­бежную мыслительную операцию, такое разложение реального мира на упрощенные структуры ведет к созданию субъективных образов действительности. Конечной же целью такого исследования должно быть установление связи между упрощенными структурами, идентифицированными по отношению друг к другу в одинаковых или различных пространственных и временных масштабах. В действительности любая система является бесконечно сложной, и мы можем изучать лишь систему, полученную в результате некоторой абстракции от реальной системы. ^ Непрерывность реального мира. Изолированные структуры являются субъективно и искусственно обособленные части действительности, и самая главная изначальная проблема состоит в опознании и выделении наиболее значимых частей реального мира. С одной стороны, каждая из таких частей, или структур, должна быть достаточно сложной, чтобы обладать высокой степенью внутренней согласованности, тогда ее изучение даст положительные результаты и будет полезным; с другой - она должна быть достаточно простой для понимания и исследования. Для современного состояния системы географических наук характерно одновременное использование четырех основных моделей, отражающих различные подходы к описанию структуры геосистемы. В рамках первой из них геосистемы рассматриваются как совокупность отдельных взаимосвязанных компонентов. Центр тяжести этой моносистемной модели заключается в изучении отношений между компонентами и связей, обусловливающих целостность системы, в том числе ее пространственных взаимосвязей. Во второй, третьей и четвертой, моделях геосистема предстает перед нами как состоящая из взаимосвязанных комплексов более низкого таксономического ранга (например, фаций и урочищ в ландшафтах). Это полисистемные модели – морфологическая, геогоризонтная, геоблоковая. Одновременное применение этих моделей в какой-то мере позволяет географам полнее отобразить такое сложное явление, как диалектическое единство пространственно-временных континуальности и дискретности реальных объектов, охватываемых географической сферой. Вместе с тем сам факт одновременного существования нескольких моделей еще раз свидетельствует о том, что география не может ограничить область своих исследований лишь пространственными аспектами, она обязательно должна учитывать также временной и субстратный аспекты. Системный подход применим к широкому кругу географических проблем. Он может быть использован для рассмотрения и конструирования геосистем как в статике, так и в динамике. К числу статических аспектов изучения относится анализ элементов, образующих геосистему, их взаимоотношений, степени сложности системы, ее организованности, развитости, иерархической структуры, надежности. Исследование изменения систем включает ретроспекцию, анализ современной динамики, прогнозирование спонтанных и целенаправленных изменений. Последнее особенно важно при решении конструктивных географических задач.

54. Системный подход — направление методологии научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объекта как системы: целостного комплекса взаимосвязанных элементов (И. В. Блауберг, В. Н. Садовский, Э. Г. Юдин); совокупности взаимодействующих объектов (Л. фон Берталанфи); совокупности сущностей и отношений (Холл А. Д., Фейджин Р. И., поздний Берталанфи).

Говоря о системном подходе, можно говорить о некотором способе организации наших действий, таком, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. Как говорится, «Правильно заданный вопрос — половина ответа». Это качественно более высокий, нежели просто предметный, способ познания.

Основные принципы системного подхода

Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

Иерархичность строения, то есть наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами её отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.

Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

Системность, свойство объекта обладать всеми признаками системы.

Основные определения системного подхода.

Основоположниками системного подхода являются: А. А. Богданов, Л. фон Берталанфи,Эвард де Боно, Линдон ла Руш, Г.Саймон, П.Друкер, А.Чандлер, С. А. Черногор, Малюта А.Н.

Система — совокупность взаимосвязанных элементов, образующих целостность или единство.

Структура — способ взаимодействия элементов системы посредством определённых связей (картина связей и их стабильностей).

Процесс — динамическое изменение системы во времени.

Функция — работа элемента в системе.

Состояние — положение системы относительно других её положений.

Системный эффект — такой результат специальной переорганизации элементов системы, когда целое становится больше простой суммы частей.

Структурная оптимизация — целенаправленный итерационный процесс получения серии системных эффектов с целью оптимизации прикладной цели в рамках заданных ограничений. Структурная оптимизация практически достигается с помощью специального алгоритма структурной переорганизации элементов системы. Разработана серия имитационных моделей для демонстрации феномена структурной оптимизации и для обучения.

Основные допущения системного подхода.

В мире существуют системы

Системное описание истинно

Системы взаимодействуют друг с другом, а, следовательно, всё в этом мире взаимосвязано

Следовательно мир — это тоже система

Аспекты системного подхода.

Системный подход — это подход, при котором любая система (объект) рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь. Это наиболее сложный подход. Системный подход представляет собой форму приложения теории познания и диалектики[источник не указан 58 дней] к исследованию процессов, происходящих в природе, обществе, мышлении. Его сущность состоит в реализации требований общей теории систем, согласно которой каждый объект в процессе его исследования должен рассматриваться как большая и сложная система и одновременно как элемент более общей системы.

Развёрнутое определение системного подхода включает также обязательность изучения и практического использования следующих восьми его аспектов:

системно-элементного или системно-комплексного, состоящего в выявлении элементов, составляющих данную систему. Во всех социальных системах можно обнаружить вещные компоненты (средства производства и предметы потребления), процессы (экономические, социальные, политические, духовные и т. д.) и идеи, научно-осознанные интересы людей и их общностей;

системно-структурного, заключающегося в выяснении внутренних связей и зависимостей между элементами данной системы и позволяющего получить представление о внутренней организации (строении) исследуемой системы;

системно-функционального, предполагающего выявление функций, для выполнения которых созданы и существуют соответствующие системы;

системно-целевого, означающего необходимость научного определения целей и подцелей системы, их взаимной увязки между собой;

системно-ресурсного, заключающегося в тщательном выявлении ресурсов, требующихся для функционирования системы, для решения системой той или иной проблемы;

системно-интеграционного, состоящего в определении совокупности качественных свойств системы, обеспечивающих её целостность и особенность;

системно-коммуникационного, означающего необходимость выявления внешних связей данной системы с другими, то есть её связей с окружающей средой;

системно-исторического, позволяющего выяснить условия во времени возникновения исследуемой системы, пройденные ею этапы, современное состояние, а также возможные перспективы развития.

Практически все современные науки построены по системному принципу. Важным аспектом системного подхода является выработка нового принципа его использования — создание нового, единого и более оптимального подхода (общей методологии) к познанию, для применения его к любому познаваемому материалу, с гарантированной целью получить наиполное и целостное представление об этом материале.

Системный анализ — научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы. Опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, статистических, математических методов.

Истоки системного анализа

Системный анализ возник в эпоху разработки компьютерной техники. Успех его применения при решении сложных задач во многом определяется современными возможностями информационных технологий. Н. Н. Моисеев приводит, по его выражению, довольно узкое определение системного анализа: «Системный анализ — это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем — технических, экономических, экологических и т.д. Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т. д. Поэтому истоки системного анализа, его методические концепции лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений: исследование операций и общая теория управления».

Сущность системного анализа

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Классификация проблем

Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;

неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;

слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.

Методы решения

Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математической модели (например, задачи линейного, нелинейного, динамического программирования, задачи теории массового обслуживания, теории игр и др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие системные методы и процедуры:

абстрагирование и конкретизация

анализ и синтез, индукция и дедукция

формализация и конкретизация

композиция и декомпозиция

линеаризация и выделение нелинейных составляющих

структурирование и ре структурирование

макетирование

реинжинеринг

алгоритмизация

моделирование и эксперимент

программное управление и регулирование

распознавание и идентификация

кластеризация и классификация

экспертное оценивание и тестирование

верификация

и другие методы и процедуры.

Процедура принятия решений

Для решения слабо структурированных проблем используется методология системного анализа, системы поддержки принятия решений (СППР). Рассмотрим технологию применения системного анализа к решению сложных задач.

Процедура принятия решений согласно [2] включает следующие основные этапы:

формулировка проблемной ситуации;

определение целей;

определение критериев достижения целей;

построение моделей для обоснования решений;

поиск оптимального (допустимого) варианта решения;

согласование решения;

подготовка решения к реализации;

утверждение решения;

управление ходом реализации решения;

проверка эффективности решения.

Для многофакторного анализа, алгоритм можно описать и точнее:

описание условий (факторов) существования проблем, И, ИЛИ и НЕ связывание между условиями;

отрицание условий, нахождение любых технически возможных путей. Для решения нужен хотя бы один единственный путь. Все И меняются на ИЛИ, ИЛИ меняются на И, а НЕ меняются на подтверждение, подтверждение меняется на НЕ-связывание;

рекурсивный анализ вытекающих проблем из найденных путей, то есть п.1 и п.2 заново для каждой подпроблемы;

оценка всех найденных путей решений по критериям исходящих подпроблем, сведенным к материальной или иной общей стоимости.

55.Экологические законы сложения систем.

Аксиома системной целостности Закон подобия части и целого Аксиома эмерджентности Закон необходимого разнообразия Закон (правило) полноты составляющих Закон избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов организации Принцип перехода избыточности в самоограничение Правило конструктивной эмерджентности Закон (правило) перехода в подсистему, или принцип кооперативности Закон (принцип) увеличения степени идеальности, или эффект чеширского кота Закон (аксиома) системного сепаратизма Закон оптимальности Правило системно-динамической комплементарности, или закон баланса консервативности и изменчивости

Трудно выделить наиболее общую закономерность сложения систем. Пожалуй, ею может служить закон подобия части и целого, или биоголографический часть является миниатюрной копией целого.Примеры: модель атома и солнечной системы; человек – копия мироздания; даже в кристаллической решетке положение атомов делает их функционально различными.Каждый тип систем характеризуется необходимым количеством разнообразий, которое часто строго фиксировано. Нижний предел имеет не более двух элементов (белки и нуклеиновые кислоты, «он» и «она» и др.), верхний предел –бесконечность.Заметим, что этот закон не абсолютен, например - электрон не может быть моделью организма. Закон не означает абсолютную идентичность части и целого. Наоборот, еще в античное время была сформулирована аксиома: целое больше суммы его частей, или аксиома эмерджентности: целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей-подсистем и не равно сумме элементов, не объединенных системообразующими связями. При сложении системного целого образующаяся интеграция подчиняется иным (хотя возможно, и подобным) законам формирования, функционирования и эволюции. Образно говоря, одно дерево еще не лес, как и группа деревьев, а механическое сосредоточение химических элементов, молекул органических веществ, даже тканей и органов, не дает организма. Для леса необходимо сочетание всех его экологических компонентов, составляющих именно его экосистему, образование круговоротов веществ, регуляция потока энергии, в том числе образование собственного биоклимата, и т. д. Для организма требуется «энтелехия» системной целостности, обмена веществ и других свойств биосистемы.

При всей очевидности аксиомы эмерджентности ее не всегда осознают в практической деятельности.

Совершенно очевидно, что никакая система не может сформироваться из абсолютно идентичных элементов. Отсюда вытекает закон необходимого разнообразия. система не может быть сформирована из идентичных элементов. Системные образования состоят из подсистем, необходимое число которых и разнокачественность постоянны.

Примеры: два атома О2 дают кислород, три – озон; система управления организацией состоит, в основном, из четырех подсистем: методология и процесс управления (которые характеризуют управленческую деятельность) структура и техника управления (которые отражают механизм управления). И эта неопределенность отражается в законе (правиле) полноты составляющих: число функциональных составляющих системы и связей между ними должно быть оптимальным — без недостатка или избытка в зависимости от условий среды или типа системы.

Жесткие системы имеют более фиксированный (иногда абсолютно) лимит составляющих. Например, молекула вещества в любых условиях, оставаясь сама собой, сложена определенным числом атомов. Строго говоря, четкие лимиты характерны для всех систем, но экологические их модификации часто не теряют функциональных черт и при довольно большом разбросе числа составляющих. Для них характерны естественные колебания даже количества входящих видов. Размах колебаний ограничен законом необходимого разнообразия.

При всех колебаниях числа составляющих оно подчиняется действию закона избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов организации: многие динамические системы стремятся к относительной избыточности основных своих составляющих при минимуме вариантов организации.

Например, стремятся к избыточности демографические и экономические процессы, а также их следствия (распашка земель, урбанизация и др.). Однако имеется и стратегия самоограничения, направленная на замену количественного роста качественным совершенствованием(забота о потомстве, интенсификация производства и т.д.). Принцип перехода избыточности в самоограничение избыточность системных элементов может быть заменена повышением качества этих составляющих.

Фактически все мироздание, начиная от «Большого взрыва» при формировании нашей Галактики, подтверждает справедливость этого принципа. Движущим механизмом служит «выгода» большей надежности при объединении — действие правила конструктивной эмерджентности: надежная система может быть сложена из ненадежных элементов или из подсистем, не способных к индивидуальному существованию. Примеры этого правила чрезвычайно многообразны. Природа очень часто прибегает к услугам правила конструктивной эмерджентности. Достаточно вспомнить колониальные организмы (например, кораллы) и общественных насекомых (муравьев, пчел, термитов). Иерархическое строение природных систем также результат действия обсуждаемого правила. И для этого случая можно сформулировать закон (правило) перехода в подсистему, или принцип кооперативности: саморазвитие любой взаимосвязанной совокупности, ее формирование в систему приводят к включению ее как подсистемы в образующуюся или существующую надсистему: относительно однородные системные единицы образуют общее целое. Примеры столь множественны и общеизвестны, что едва ли их стоит приводить. «Кооперативный эффект» проявляется на всех уровнях организации материи, и его часто называют системным, или системообразующим, эффектом. Фундамент возникновения кооперативного эффекта — значительный вещественно-энергетический и информационный выигрыш.

Это преимущество постепенно растет согласно закону (принципу) увеличения степени идеальности (Г. В. Лейбница), или «эффекту чеширского кота» (Льюиса Кэррола): гармоничность отношений между частями системы историко-эволюционно возрастает (кот уже исчез, а улыбка его еще видна). Этот принцип практически не имеет исключений, будь то отношения типа хищник — жертва или хозяин — паразит, морфолого-физиологическая корреляция органов в индивиде, взаимоотношение государств в мировом сообществе. Эмпирические наблюдения подводят к формулировке аксиомы, или закона системного сепаратизма: разнокачественные составляющие системы (ее элементы) всегда структурно независимы. Между ними существует функциональная связь, возможно взаимопроникновение элементов, но это не лишает целостности системы и при их структурной самостоятельности они всегда преследуют одну «цель» – сложение и саморегуляция общей системы.

Например, организм состоит из органов, каждый из которых « не заинтересован» в ухудшении работы другого органа или в уменьшении его размеров. Тем не менее печень не может быть частью сердца, а лишь функциональной составляющей пищеварительной системы.

Итоговым обобщением и развитием перечисленных закономерностей сложения систем служит закон оптимальности: с наибольшей эффективностью любая система функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах (или: никакая система не может сужаться или расширяться до бесконечности). Размер системы должен соответствовать выполняемым ею функциям. Обычно такой размер называют характерным размером системы. Ясно, что для того, чтобы рождать живых детенышей и кормить их молоком, самка млекопитающего не может быть ни микроскопической, ни гигантской; чтобы летать, птица не может быть слишком большой и т. п. Менее ясно, что в любую эпоху размер национальных государств строго ограничен, и империи, страдающие «синдромом динозавра», обречены на распадение. И в то же время, исходя из закона перехода в подсистему, государства не могут не кооперироваться, в том числе в области природопользования. Это им дает возможность использовать преимущества конструктивной эмерджентности.

Для перехода к обсуждению законов внутреннего развития систем важна формулировка правила системно-динамической комплементарности, или закона баланса консервативности и изменчивости: любая саморазвивающаяся система состоит из двух рядов структур(подсистем), один из которых сохраняет и закрепляет ее строение, другой - способствует видоизменению(даже разрушению) системы с образованием новой функционально-морфологической специфики.

Примеры взаимодействующих рядов структур: наследственность и изменчивость; в общественном развитии - («вредители») – радикальные партии; в организации – неформальные группы и т.д.

Действие этого закона в теории организации наглядно иллюстрирует следствие закона единства анализа и синтеза: для развития любой организации и человека необходимо существование внутренних и внешних противоречий.

Отметим, что жесткие системы – механические устройства, толитарно-автократические политические общественные структуры - лишены механизмов, самоподдержания и поэтому обречены на постепенное разрушение и тем скорее, чем агрессивнее для них окружающая среда. Подобные явления наблюдаются в тех случаях когда среда (физическая, историческая) не соответствует функционально-структурным изменениям системы. Происходит вымирание, смена функций, охватывающая не только исчезающую систему, но и все связанные с ней совокупности.