1.4.3 О теории систем

Научная дисциплина, исследующая основные закономерности поведения систем (их функционирование, развитие, вхождение в более крупные системы) называется теорией систем.

Особенностью теории систем как науки является то, что она охватывает системы самой различной природы – искусственные и естественные, технические, экономические, социальные, включающие в себя деятельность человека и пр.

Такое свойство, когда что-то верно для принципиально разных объектов называется изоморфизмом, в данном случае изоморфизмом утверждений, связанных с понятием системы.

Кроме теории систем и близких к нему терминов «кибернетика», «системный анализ», подобным изоморфизмом обладают такие науки как математика, философия.

Крупнейшими учеными, чьи работы и привели к формированию теории систем, являются русский философ, экономист, естествоиспытатель Александр Богданов (нач. XX века) и работавший в США австрийский биолог-теоретик Людвиг фон Бертанланфи (сер. XX века).

Теория систем, в частности, исследует такие общие свойства систем как:

Равновесие (сохранение некоторых ключевых характеристик системы, например, энергии, энтропии, числа элементов (например, особей) и пр.). Пол равновесием также понимают схожесть расположения частей и воздействий, например, сил.

Адаптация – автоматическое или искусственно создаваемое приспособление системы к изменяющимся условиям, обстоятельствам, входам.

Неравновесные системы, в которых главным оказывается значительное изменение ключевых характеристик, в первую очередь, таких как энергия, энтропия. В частности, здесь важно изучение переходных процессов – ситуаций, когда система достаточно быстро переходит от одного равновесного состояния в другое.

Автоколебания – периодические изменения характеристик системы вокруг некоторого стабильного или тоже изменяющегося положения.

Диссипативные системы - системы, в которых основным является поглощение энергии и превращение её в другие формы.

К верхнему списку можно добавить специальное изучение сверхбыстрых и сверхмедленных процессов, а также системы, в которых процессы могут быть разделены на две или даже три группы: сверхбыстрые, обычные и сверхмедленные. Для такого изучения существуют специальные методы и приёмы.

Примером другого общего направления исследования систем может служить нахождение «узких мест», т.е. ситуаций, которые резко усложняют или ограничивают достижение определенных характеристик системы.

Понятия теории систем, общие подходы к их рассмотрению в XX веке появлялись в самых различных дисциплинах и в разных странах. Это привело к наличию целого ряда терминов, близких или сильно пересекающихся с теорией систем. Приведём наиболее известные из них.

Кибернетика (Cybernetics, термин возник в США после II мировой войны, основатель – математик Норберт Винер), «искусство управления» – наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то искусственные системы, живые организмы или общество,

Системный анализ (System Analysis), действия по установлению структурных, функциональных, информационных и иных связей в исследуемой системе. Широко опирается на системный подход (см.выше). Применяется к системам всех видов.

Исследование операций (Operations Research, OR. Термин возник в Британии во время II мировой войны), дисциплина, была нацелена на работу с числовыми характеристиками (параметрами, данными) с целью поиска наилучших или удовлетворяющих заданным условиям решений. Широко опирается на математические методы.

Системотехника (Systems Engineering, термин возник в США в 50-ые гг. XX века). Это проектирование, создание, испытание и эксплуатация сложных систем технического и технико-социального характера (включающего человека). Рассматривается как прикладное воплощение теории систем.

Теория управления (Control Theory) – исследует системы, целью которых является переработка информации в управляющие воздействия на ту же самую или на стороннюю систему. Широко развита математическая теория управления, в основе которой лежит нахождение неизвестных функций, приводящих к решению дифференциальных уравнений с заданными свойствами.