книги / Системный подход в современной науке

Наиболее характерными для инженерной практики являются слу­ чаи Б и В. Представления людей о могуществе создаваемой ими тех­ ники как о власти над природой (случай Г) могут привести к разоча­ рованиям. Люди, освоив новые энергетические возможности и счи­ тая, что могут противостоять любому течению событий, вдруг обна­ руживали, что на самом деле они мыслили масштабами отдельного потока, а течение — гораздо шире. Одним из символов такого отрезв­ ления является гибель «Титаника».

Сущность инженерной практики в ее современном понимании можно охарактеризовать как обусловленное целями созидательной деятельности направленное энергетическое воздействие на естест­ венный ход процессов. Для формирования этого воздействия долж­ на быть понята интегративная причинно-следственная связь, харак­ теризующая все аспекты целенаправленного преобразования на­ чальной ситуации в конечную и выбраны энергетические ресурсы, обеспечивающие необходимый уровень ее проявления вопреки не­ благоприятному ходу естественных событий.

Интеграцию разнородных причинно-следственных связей можно рассматривать как практическое использование принципа Ле-Шате- лье, наиболее обобщенная формулировка которого предложена М.И. Сетровым: «Целое препятствует нарушению целостности». Роль целого в современных системных представлениях показана в рабо­ тах Л. фон Берталанфи, А.А. Богданова, В.И. Вернадского и др.

Такой взгляд на сущность инженерной практики позволяет охарак­ теризовать изменения, произошедшие в ней и приведшие к необхо­ димости эволюции системных идей. Причиной этих изменений явля­ ется освоение людьми более высокого количественного уровня энер­ гетических возможностей и их качественного состава. От ее механи­ ческих проявлений совершился переход к использованию химичес­ кой, электромагнитной, ядерной и даже социальной форм энергии.

Рассмотрим обусловленные этим изменения в инженерной практи­ ке. Для механистических концептуальных воззрений причинно-следст­ венная связь преимущественно не носила интегративного характера, а представляла собой четкое, классически ясное взаимодействие оче­ видных причин. Эти причины реализовывались, как правило, в виде механических связей. В представлении людей причинно-следственная связь между исходной и конечной ситуациями и соответствующие энергетические возможности ассоциировались с техническим средст­ вом, через которое они проявлялись. Отсюда привычка искать одну не­

обходимую и достаточную4 («ключевую») причину, представление свя­ зей в виде устройств (деталей), понимание элемента как отдельной конструктивной части и т. п. Это представляет собой пласт опыта пло­ дотворной созидательной деятельности, обусловленной исторически конкретным пониманием сущности инженерной деятельности.

В современной инженерной практике причинно-следственная связь, обуславливающая преобразование исходной ситуации в ко­ нечную, связанную с достижением цели созидательной деятельнос­ ти, стала интегративной и потеряла былой четкий, классически яс­ ный облик. Концентрация увеличившейся энергетической мощи в «ключевой» причинно-следственной связи становилась гибельной для создаваемого изделия. Назрела необходимость поиска и интег­ рации в ходе разработки различных причин, позволяющих обеспе­ чить требуемые характеристики создаваемой техники. Так, танк «Маус», разрабатывавшийся Ф. Порше в конце 2-й мировой войны, имевший практически непробиваемую по тем временам броню и ко­ лоссальную огневую мощь, в результате мог передвигаться только по специально подготовленным трассам, а танк Т-34, имевший куда более слабую броневую защиту и несравнимо меньшую огневую мощь, был признан лучшим танком 2-й мировой войны, поскольку представлял собой гармоничное интегративное сочетание различ­ ных свойств.

Более сложные виды энергии для своей актуализации требовали уже сложного комплекса сопричин (взрыв атомной бомбы требует для инициации направленного взрыва обычного заряда, что само по себе является комплексной проблемой). Это и привело к тому, что ин­ тегративная причинно-следственная связь стала представлять собой структурно организованную совокупность необходимых, возможных и дополнительных сопричин. В силу этого и процесс, характеризую­ щий преобразование исходной ситуации в конечную, стал представ­ лять собой интеграцию различных энергетических потоков, обеспе­ чивающих проявление соответствующих причинно-следственных связей. В результате механистическое понимание систем постепен­ но теряло способность обслуживать возрастающие потребности со­ временной исследовательской и инженерной практики и возник кри­ зис, для выхода из которого стало необходимым формулирование но­ вых представлений. Их основы и были заложены в упомянутых выше концептуальных теориях. Этим сложившаяся критическая ситуация была в основном разрешена.

Однако незавершенность современных системных представлений и недостаточная конкретность понятийного аппарата для обслужива­ ния инженерной практики явились причиной наметившегося в середи­ не 80-х гг. спада интереса к системным проблемам. Понимание совре­ менной инженерной деятельности как формирования интегративной причинно-следственной связи, обеспечивающей эквифинальное пре­ образование исходной ситуации в конечную (связанную с достигае­ мой целью), и воплощения ее в виде системы создает предпосылки для дальнейшего развития понятийного аппарата анализа систем.

Основные понятия системного подхода в свете современного содержания инженерной практики

Проведенный выше анализ современного понимания сущности и содержания инженерной практики позволяет сформулировать кон­ цептуальное определение искусственной системы. Речь идет о сис­ теме5 как средстве инженерной практики. Рассуждения о естествен­ ных системах характеризуют наши представления об устройстве при­ роды, выраженные на языке, порожденном этой практикой.

Искусственная система — это интегративный механизм управ­ ления, обеспеченный энергетическими возможностями, устойчиво поддерживающий необходимый уровень корреляции причинно-след­ ственных связей между актуализацией этих возможностей и дости­ жением поставленной цели.

В этом определении использовано новое понятие — интегратив­ ный механизм управления. В плане предлагаемого в настоящей ста­ тье толкования понятийного аппарата оно важно для зримой и кон­ кретной характеристики общего облика систем в их современном по­ нимании и по своей структуре отражает эволюцию взглядов на сущ­ ность систем. Вообще говоря, понятие «механизм» поднялось над своей первоначальной сущностью и приобрело достаточно общие свойства. Оно широко используется для образной характеристики це­ лостных объектов со сложным сочетанием внутренних взаимодейст­ вий. Концептуальная характеристика системы создает облик сложно взаимодействующего логического механизма, осуществляющего це­ ленаправленное управление использованием различных энергетиче­

ских ресурсов, оказавшихся в ее распоряжении либо за счет внеш­ них источников, либо за счет собственных запасов. Взамен устарев­ шего образа механизма как совокупности совместно работающих де­ талей возникает образ логического механизма, слабо связанный

свидом его конкретной реализации. Такое понимание обосновано

А.А.Богдановым («механизм — это понятая организация»). Существенную роль играет слово интегративный (отметим, что

это свойство не характерно для механизма в его первородном значе­ нии: он сочетает взаимодействия, но не интегрирует их). «Системный подход означает, что каждая система является интегрированным це­ лым даже тогда, когда она состоит из отдельных разобщенных функ­ циональных систем и подсистем»6.

Облик системы, развиваемый в настоящей работе, может быть во­ площен в проекте, конструкции и на их основании реализован. Имен­ но этого момента не хватало основным современным концептуаль­ ным подходам. Нельзя спроектировать, сконструировать и изгото­ вить целостную совокупность элементов. Нельзя спроектировать, сконструировать и изготовить управление, не снабдив его ресурса­ ми. «Пока мы не вникнем мыслью в то, что есть, мы никогда не смо­ жем принадлежать тому, что будет», — писал М. Хайдеггер.

Однако на этом роль приведенного концептуального определения не исчерпывается. Инженерная практика может вернуть долг наукам об организме. Идея интегративного механизма управления может быть использована для истолкования понятия «организм» в его конкретно­ историческом понимании, в качестве современной характеристики об­ лика организма и организации его внутреннего взаимодействия.

Предложенному концептуальному определению систем соответст­ вует общая схема структурной организации, приведенная на рис. 2. Она позволяет заново взглянуть на основные понятия, используемые в системном подходе.

Элемент. Характеристика его как минимальной неделимой части системы очевидно не удовлетворяет потребности современной инже­ нерной практики. Будучи конкретным для механистического пред­ ставления, когда энергетический поток отождествлялся с деталью, осуществлявшей передачу этой энергии, это понимание становится абстрактным, когда такое отождествление нельзя осуществить.

Основой структуры является системный элемент. Он объединяет в себе элементарный ресурс управления (элементарную возмож­ ность влияния на возможный ход событий) и элементарный механизм

управления им. Эта пара в составе системного элемента неразъеди­ нима подобно полюсам магнита.

Рис. 2. Общая структурная схема системы.

В технических системах один видимый компонент конструкции мо­ жет включать в себя несколько реальных системных элементов и, на­ оборот, возможно, что несколько компонентов конструкции составля­ ют всего лишь один системный элемент. Так, балка может рассмат­ риваться как возможность передачи нагрузки и тепла одновременно. Выбирая ее конструкцию, мы одновременно выбираем управление ее использованием.

В организационных системах системным элементом будут чело­ век или группа людей, объединенных одним управляющим началом.

Механизм управления в системном элементе может носить как пассивный, так и активный характер. Разница между ними заключа­ ется в использовании принципа Ле-Шателье. Пассивный механизм управления использует его как данность и не требует для своей ра­ боты энергетических затрат. Активный механизм управления, как правило, накладывается на пассивный либо с целью интенсификации принципа Ле-Шателье, либо с целью организации точки равновесия. Однако его работа связана с энергетическими затратами. Таким об­

разом, если регуляция меры и времени проявления ресурса управле­ ния пассивным механизмом обусловлена ходом событий, то регуля­ ция меры и времени проявления ресурса управления активным ме­ ханизмом осуществляется опосредованно, через принятие решения и его исполнение.

Так, в приведенном выше примере описаны системные элементы с пассивными механизмами управления.

Такой подход к элементному составу системы позволяет более конкретно раскрыть ряд аспектов основных концепций (теории сис­ тем, кибернетики, теории функциональной организации).

Организация и структура. Эти понятия позволяют раскрыть ос­ новные внутренние свойства системы. Именно поэтому концепция функциональной организации была наиболее интегрирующей по от­ ношению к теории систем и кибернетике.

Для характеристики функциональной организации систем в ряде работ были использованы понятия об экстенсивной и интенсивной структурах и понятия об энергетической и регуляционной (киберне­ тической) структурах. Но если наличие энергетической и кибернети­ ческой составляющих отмечено широким кругом исследователей, то понятия экстенсивной и интенсивной структуры введены и раскры­ ты М.И. Сетровым7.

Толкования сущности и содержания инженерной практики, приве­ денные выше, позволяют более конкретно рассмотреть различные аспекты функциональной организации систем.

Из общей структурной схемы на рис. 2 видно, что системные эле­ менты входят в два образования — системный ресурс управления и интегративный механизм управления. Системный ресурс управле­ ния — это состав энергетических возможностей разных видов, из ко­ торых формируется интегрирующее энергетическое воздействие. Эта структура имеет следующие свойства:

1)энергетические возможности нуждаются в актуализации;

2)между отдельными элементами существует взаимовлияние, обусловленое природными свойствами (например, протекание тока по проводнику вызывает его нагрев и передачу тепла в окружающее пространство).

Именно это взаимовлияние является основой для интеграции эле­ ментов, но оно же и порождает дисфункции. При интеграции мы ис­ пользуем только некоторые из свойств энергетических элементов (системообразующие свойства), а при актуализации элемента прояв­

ляются все присущие ему свойства. Неиспользуемые нами свойства порождают следствия, которые могут разрушить общую интеграцию (так, в приведенном примере выделение тепла может быть использо­ вано для обогрева окружающих приборов, а может потребовать их дополнительного охлаждения).

Термин «системный ресурс управления» обозначает все те энер­ гетические возможности, которые могут быть использованы для влияния на ход событий. Эти возможности представляют собой от­ дельные ресурсы для создания направленного энергетического воз­ действия.

Динамическое проявление системного ресурса управления пред­ ставляет собой интегративный процесс как совокупность всех воз­ можных сочетаний проявления энергетических возможностей. Он представляет собой обобщенный образ направленного энергетичес­ кого воздействия. В конкретных условиях, во временной развертке интегративный процесс проявляется как процесс достижения цели.

Интегративный механизм управления (в его узком понимании) яв­ ляется структурой, образованной механизмами управления, которые осуществляют:

1)актуализацию и интеграцию только тех энергетических элемен­ тов, проявление которых необходимо при конкретном ходе естествен­ ных событий;

2)нейтрализацию конкретно проявившихся при этом дисфункций. Связи и их структура. Наиболее скрытым аспектом является ор­

ганизация причинно-следственных связей. Этот аспект функциональ­ ной организации прошел мимо внимания большинства исследовате­ лей. Механистический подход к содержанию понятия «элемент» и к взаимодействию между элементами, влияние которого на мыш­ ление в силу незавершенности современной системной концепции еще заметно, не позволил эксплицировать причинно-следственную связь как структуру.

Выше было показано, что причинно-следственная связь, которая обусловливает возможность преобразования исходного состояния в конечное, носит интегративный характер. Интегративная причинноследственная связь как целое включает в себя структуру связей меж­ ду комплексом сопричин, обеспечивающих актуализацию конкрет­ ных энергетических ресурсов и именно их интеграцию, и структуру связей между актуализацией ресурсов и достижением соответству­ ющих результатов.

Возможно, этот аспект организации пытался показать М.И. Сетров, введя понятия об экстенсивной и интенсивной структурах, но он не дал им достаточно конкретного толкования.

Интегративная причинно-следственная связь как организацион­ ное целое включает в себя несколько структур. Связь между меха­ низмом и ресурсом управления в системном элементе, через кото­ рую осуществляется актуализация энергетических элементов. В сис­ теме роль этой связи состоит в том, что именно через нее непосред­ ственно реализуется взаимодействие системного ресурса и интегра­ тивного механизма управления. Из схемы, приведенной на рис. 2, видно, что при рассмотрении системного ресурса управления и инте­ гративного механизма управления как цельных образований связь между ними проявляется опосредованно. Реальная связь существу­ ет только на уровне системных элементов.

Связи между элементарными ресурсами в системном ресурсе уп­ равления обусловлены их естественными свойствами. Именно взаи­ модействие этих свойств создает основу как для интеграции, так и для появления дисфункций.

Связи между элементарными механизмами в интегративном ме­ ханизме управления обусловлены стремлением обеспечить интегра­ цию отдельных ресурсов управления, обусловленную назначением системы, и нейтрализовать дисфункции.

Уровень проявления связи (часто употребляется понятие «мощ­ ность связи») — от возможной сопричины до необходимого и доста­ точного — определяется величиной ее энергетической поддержки.

Общая структура системы, представленная на рис. 2, должна обеспечивать устойчивость причинно-следственных связей в меха­ низме преобразования начальной ситуации в конечную. Этим обус­ ловлены два свойства, атрибутивно присущие организации систем. Первое выражено в виде принципа разнообразия Эшби. Другим свойством является гомеостаз. Несмотря на то что его использо­ вание в функциональной организации систем очевидно для многих ученых, основные результаты разработок в области гомеостатиче­ ского управления почему-то слабо используются в теоретических и прикладных системных исследованиях. В то же время исследова­ ние проявления этих принципов позволяет в значительной мере конкретизировать формы структурной организации систем и раз­ работать прикладные методы их структурно-функционального анализа0.

Управление. Это понятие в значительной мере коррелируется с по­ нятием организации. Управление можно охарактеризовать как дейст­ венное проявление организации. Такое понимание следует из смысла принципа разнообразия Эшби. В соответствии с ним функциональная организация системы предусматривает потенциальное многообразие возможностей воздействия на промежуточные состояния, возникаю­ щие в ходе преобразования исходной ситуации в конечную (см. рис. 1.). Но в реально возникающей ситуации осуществляется выбор конкрет­ ного воздействия (управление). Именно действенностью управления по отношению к организации обусловлено применение понятия «инте­ гративный механизм управления», использованного в определении ис­ кусственных систем. Интегративный механизм управления в своем ус­ тройстве воплощает причинно-следственную связь, обусловливаю­ щую (в виде интегративного процесса) преобразование исходной си­ туации в конечную, определенную целью созидательной деятельнос­ ти. При управлении в процессе достижения цели интегративный меха­ низм реализует конкретную форму причинно-следственной связи.

* *

Современный уровень созидательной деятельности, зачастую расширяющейся до планетарных масштабов, привел к тому, что вы­ сокоабстрактные представления и логические построения стали не­ посредственно обслуживать инженерную практику. Поэтому для нее достаточно конкретна мысль, заключенная в эпиграфе.

Степень обобщения, органически присущая концепции системно­ го подхода, придает ей статус универсальной теории. Эта универ­ сальность не означает, что в этой теории будут собраны все знания. Концепция системного подхода в разработанном виде должна пред­ ложить структуру общих свойств до этого, казалось бы, разнородных явлений и процессов.

В значительной мере выросла роль объяснения (как самому себе, так и соучастникам разработки) неформальных представлений о со­ здаваемой технике на самых ранних этапах возникновения замысла. Это может быть выполнено только на уровне высокоабстрактных представлений и логических построений9. В этом отношении интере­ сен разбор работ выдающегося создателя методов изобретательско­ го творчества Г.С. Альтшулера10 М.И. Сетровым11. Однако еще более

интересно сопоставление этих методов с анализом сущности техни­ ки М. Хайдеггером12. Без особых натяжек можно сказать, что работы Г.С. Альтшулера являются реальным воплощением этих идей выда­ ющегося философа.

Предложенное концептуальное определение системы также фор­ мирует образ создаваемого объекта, слабо связанный с видом его конкретной реализации. При этом будучи исторически конкретным, оно позволяет дать основу для дальнейшего развития современных системных представлений. Оно является интегративным по отноше­ нию к основным концептуальным теориям последнего времени: тео­ рии систем, кибернетике и теории функциональной организации.

Использование понятия «интегративность» приводит к тому, что эти подходы не просто объединяются, а ведут к формированию еди­ ной концепции, открывающей свойства, неявно выраженные в их рамках. Это позволит получить основу для накопления новых пред­ ставлений о несоответствии понятийного аппарата системного под­ хода и вновь открываемых фактов и явлений, а значит, создаст пред­ посылки для нового кризиса. И плодотворность его разрешения во многом будет зависеть от того, насколько удачно предложенный под­ ход сможет обслуживать современную исследовательскую и инже­ нерную практику.

ПРИМЕЧАНИЯ

1Анохин П К . Принципиальные вопросы общей теории функциональных сис­ тем // Принципы системной организации функций. М., 1973.

2 Сетров М.И. Основы функциональной теории организации. Л., 1972.

3 Эквифинальность — понятие, использованное Л. фон Бертапанфи, означа­ ющее достоверное достижение определенной конечной ситуации из неопределен­ ной начальной в условиях хаотического хода событий.

4В работе используется классификация причинно-следственных связей, пред­ ложенная в: Поспелов Д А . Ситуационное управление: теория и практика. М., 1986.

5Далее по тексту при использовании понятия «система» речь будет идти об искусственных системах.

6 Честнат Г Техника больших систем. М., 1969.

7 Сетров М.И. Основы функциональной теории организации. Л., 1972.

8 БахурА.Б. Анализ функционирования космического аппарата с точки зрения аналогии с гомеостатическим регулятором // Технологические системы и управле­ ние в организме: общие принципы и аналогии. Сб. трудов, вып. 3. М., 1996; Он же. О некоторых основных понятиях системного анализа в аспекте больших систем // Управление большими системами. Сб. докладов международной научно-практи­ ческой конференции. М., 1997; Он же. Подход к построению управления космиче-