Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Общая теория систем. Учебник

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
11
в книге «Отношение философии к кибернетике как искусству управле­ния народом» (1843 г.). Трентовский обосновал практическую дея­тельность руководителя (кибернета). Он рассматривал в качестве си­стем государство, коллектив, человека и указывал на необходимость учитывать для повышения эффективности управления все внешние и внутренние факторы, влияющие на объект управления. Трентовский писал, что применение искусства управления без сколько-нибудь серь­езного изучения соответствующей теории подобно врачеванию без сколько-нибудь серьезного понимания врачебной науки. Более того, Трентовский считал, что кибернет не проектирует будущее, он позво­ляет будущему рождаться своим собственным независимым способом, он оказывает будущему помощь как опытный и квалифицированный политический акушер.
Карл Маркс (1818-1883 гг.) в своих работах и, главным образом, в «Капитале» построил методологию исследования общественных си­стем, он рассматривал общество как совокупность элементов, связан­ных между собой отношениями, поставил задачу выявления законов движения общества и обосновывал законы и тенденции развития эко­номической системы общества.
Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907 гг.) – русский уче­ный, чье только перечисление сфер научных интересов свидетельству­ет о системности мышления (химик, физик, физикохимик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, приборострои­тель) создал периодическую систему химических элементов, структу­рировав их и дав основание для дальнейших открытий элементов.
Академик Евграф Степанович Федоров (1853-1919 гг.) – русский минералог и кристаллограф – в работе «Симметрия правильных систем фигур», изданной в 1890 г., описал принцип структурирования систем. Его открытие относилось к минералогии и кристаллографии, но имело универсальное значение. Федоров определил, что может существовать только 230 разных типов кристаллической решетки, хотя любое веще­ство при определенных условиях может кристаллизовываться. Резуль­татом явилось понимание того, что все огромное разнообразие при­родных тел реализуется из ограниченного и небольшого числа исход­ных форм. Федоров выявил некоторые закономерности системы и сде­лал вывод о том, что жизнеспособность любой системы связана с ее способностью к приспособлению, смысл структурирования заключает­ся в том, чтобы повысить стройность любой системы.
Можно долго перечислять достижения естественнонаучного зна­ния, так или иначе внесшие свой вклад в формирование методологиче­ской базы общей теории систем. Однако есть научная дисциплина,
12
кардинально изменившая представления о строении и эволюции Все­ленной. Эта дисциплина – термодинамика. Открытие закона сохране­ния энергии имело далеко идущие методологические последствия. В их числе можно назвать представление об обществе и человеке как о системах, преобразующих энергию внешней среды.
В 1865 году Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус (1822-1888 гг.) сформулировал понятие «энтропия». Этот термин позволил выйти за рамки закона сохранения энергии и обозначить принципиальное раз­личие между «полезными» обменами энергии и «диссипированной» энергией, теряемой необратимо.
Вслед за логическими построениями Ньютона, буквально взо­рвавшими идеалистическую картину мира, появилась новая концепция мироздания, постепенно внедряющаяся в методологию естественных и общественных наук.
Два термодинамических принципа Клаузиуса, перевернувшие сложившуюся систему взглядов, звучат очень просто:
1. Энергия мира постоянна.
2. Энтропия мира стремится к максимуму.
В 1878 г. французским ученым Г. Бернаром впервые была сфор­мулирована идея гомеостаза. Под гомеостазом он понимал свойство организма поддерживать параметры системы в определенных грани­цах, основанное на внутренней устойчивости организма к возмущаю­щим воздействиям внешней среды.
Таким образом, методология теории систем формировалась в естественнонаучных дисциплинах, переходя затем в философию и об­щественные отрасли знаний.
На рубеже XIX XX вв. наметился известный в истории науки кризис физики, положивший начало формированию нового мировоз­зрения.
Во-первых, физики вынуждены были признать несостоятельность своих попыток построить общую картину мира на основе ньютонов­ских принципов, прежде всего принципа редукционизма, согласно ко­торому описание сложных систем можно свести к сумме взаимодей­ствия все более мелких их элементов. Развитие науки показало, что законы микромира и макромира существенно различаются. Так, зако­номерности, описывающие квантовые явления, принцип неопределен­ности и другие открытые законы не только не вытекали из ньютонов­ской механики и классической физики, но зачастую и прямо противо­речили им. Например, теория Н. Бора и разработанная им модель ато­ма, в которой электроны не «падают» на атомное ядро в соответствии с классическими физическими законами макромира. Механистическая
13
картина мира лишилась своей универсальности.
Кроме того, даже в случаях, когда редукция сложных явлений к простым процессам была теоретически возможна, она не всегда помо­гала их формально описать. Аппарат дифференциальных уравнений, обслуживающий запросы классической физики, не давал возможность решать задачи с количеством переменных больше трех-четырех, пра­вые части уравнений были нелинейными, а количество управляющих воздействий (в терминологии классической физики «причин» того или иного поведения сложной системы) также было больше трех.
Аналитического решения подобных систем уравнений не находи­лось, а появившиеся позже численные методы, позволившие довести размерность решаемых систем уравнений до нескольких десятков, также оказались бессильными при решении систем, состоящих из со­тен уравнений для сотен переменных.
Однако такие уравнения надо было решать, чтобы описать пове­дение биологических, экономических, социальных, экологических си­стем. Более того в процессе описания этих систем необходимо было учитывать такие принципиально не рассматриваемые в рамках ньюто­новской научной парадигмы моменты, как активное целеполагание отдельных элементов системы.
Перед учеными встала задача создания новой научной парадиг­мы, методологии, адекватной специфике поведения сложных систем.
1.2. Появление общей теории систем и системных наук
Первой попыткой создания системной методологии, формирова­нием теории, общей для систем любой природы, являются работы нашего соотечественника Александра Александровича Богданова (1873-1928 гг.). Настоящая фамилия Богданова – Малиновский (Богда­нов – псевдоним), он врач, философ, экономист. Главный труд Богда­нова «Тектология (всеобщая организационная наука), в котором он поставил задачу сформировать общенаучную методологию для иссле­дования всех систем. Тектология в буквальном переводе с греческого означает «учение о строительстве».
Основная идея тектологии (название было заимствовано у Э. Гек­келя, который употреблял это слово по отношению к законам органи­зации живых существ) заключается в провозглашении единства строе­ния и развития самых различных систем (Богданов называл их ком­плексами) независимо от того конкретного материала, из которого они состоят, а также от уровня их организации (от атомарного до социаль­ного).
Важно отметить, что первые части «Тектологии», опубликован-
14
ные в 1912 г. (в 1917 г. – был опубликован второй том, а в 1919-1921 гг. – сокращенный вариант «Тектологии», а в 1924 г. – второе издание с добавлением третьей части), вызвали резкую критику В.И. Ленина, которую он изложил в работе «Материализм и эмпириокритицизм». Ленину не понравились структурные методы описания сложных си­стем, которые зачастую не требовали детального изучения физических механизмов реализации той или иной структуры. А так как структура, в отрыве от описания физической сути элементов системы, объеди­ненных этой структурой, есть конструкция идеальная, то такой под­ход, по мнению Ленина, «играет на руку идеализму». Вследствие кри­тики Лениным работ Богданова после смерти Богданова его работы были запрещены к общему прочтению, о результатах его исследований в России забыли.
А.Л. Тахтаджян – один из первых отечественных ученых, заняв­шихся исследованием работ Богданова, определил тектологию как «всеобщую науку об универсальных типах и закономерностях строе­ния и развития систем» [60], призванную стать «общенаучной пара­дигмой» [61].
Особенности тектологии по сравнению с предшествующими си­стемными учениями не только в обобщении всего накопленного зна­ния о системах, не только в том, что использовался единый поход к живым и неживым системам, а и в том, что в ней было использовано как в сравнительном, так и обобщающем аспектах представление о системных механизмах. По мнению Богданова, основа возникновения организации –действие механизмов, формирующих системы, и меха­низмов, их регулирующих.
Важнейшие концептуальные составляющие тектологии:
- принцип прямых и обратных связей;
- принцип «слабого звена» как отправного элемента совершен-
ствования системы;
- принцип равновесия и пропорциональности;
- представление экономических систем как систем не статичных,
а динамичных;
- принцип бирегулятора – двойного взаимного регулирования си-
стем.
Исходным пунктом тектологии является признание необходимо­сти подхода к изучению любого явления с точки зрения его организа­ции. Богданов считал, что законы организации более глубинные, фун­даментальные, нежели законы философии. Принять организационную точку зрения – значит изучать любую систему через анализ отношений всех составляющих частей самой системы и отношений системы со
15
средой, в которой она находится, то есть с внешними системами.
Законы организации систем едины для любых объектов, самые различные объекты объединяются общими структурными связями, что дает возможность, по мнению Богданова, решать организационные задачи подобно математическим. Богданов писал: «Мой исходный пункт заключается в том, что структурные отношения могут быть обобщены до такой же степени формальной чистоты схем, как в мате­матике отношения величин, и на такой основе организационные зада­чи могут решаться способами, аналогичными математическим» [15].
Изучение и прогнозирование «динамики элементов», свойствен­ных механистическому (ньютоновскому) подходу заменялись, таким образом, изучением и прогнозированием «динамики структур». Коли­чественные характеристики при этом не отрицались, но количествен­ные методы по отношению к качественным стали носить подчиненный характер.
Для советского читателя «Тектология», как и остальные работы Богданова, была практически недоступна, и только в 1989 г. книга в двух томах была переиздана, и вклад ученого в данную науку был по достоинству оценен. Название ее, данное Богдановым, было утеряно.
В силу забытости научных положений Богданова основателем общей теории систем считается Людвиг фон Берталанфи (19021972 гг.) – австрийский биолог, поставивший задачу построения теории, приложимой к системам любой природы, отыскания структурного сходства законов, установленных в различных дисциплинах, обобще­ния их и вывода общесистемных закономерностей. Он ввел понятие открытой системы и подчеркивал особое значение обмена системы веществом, энергией и информацией с окружающей средой.
Хотя «Тектология» Богданова была переведена на иностранные языки (включая немецкий) в 20-е гг., Берталанфи в своих работах на нее не ссылался.
Следует отметить, что в России традиции междисциплинарных исследований были весьма сильны, благодаря работам Д.И. Менделее­ва, В.И. Вернадского, В.В. Докучаева, А.Л. Чижевского. С 1927 г. в стране даже издавался журнал «Система и организация».
Л. фон Берталанфи выдвинул основную идею своей «Обшей тео­рии систем» в 1937 г. в лекциях на философском семинаре Чикагского университета. Будучи биологом по образованию, он остро ощущал ограниченность возможностей классической ньютоновской физики в решении биологических проблем. Берталанфи полагал, что объединить различные исследовательские программы в рамках одного проекта очень проблематично, если действовать на основе принципа редукци-
16
онизма, систему «человек – машина» с его помощью не описать.
Междисциплинарные исследования гораздо эффективнее проте­кали, если использовался иной принцип изучения проблемы – поиск общих закономерностей поведения систем различной природы.
Яркий пример связанности элементов системы содержится в ра­боте Берталанфи [78], где он описывает аэропорт, в котором физиче­ская техника полета и технические характеристики современных само­летов, которые можно считать вполне совершенными, приходят в во­пиющее противоречие с организационными принципами перевозки пассажиров. Примитивность организации характеризуется часами ожидания в аэропорту и очередями на посадку, в то время как сам по­лет отнимает зачастую гораздо меньшее время.
Аналогичные по сути проблемы возникали и были осознаны во время Второй мировой войны. Различные способы применения одно­типного вооружения давали существенно разные результаты. Выбор оптимальной стратегии давал огромные преимущества, даже несмотря на недостаток материальных средств. Например, оказывалось, что по­тери судов в конвойных операциях в гораздо большей степени опреде­ляются выбором размеров конвоев, чем характеристиками судов. Именно задача оптимальной организации конвоев стала первой зада­чей ныне широко известной исследовательской компании «РЭНД кор­порейшн».
Подобные задачи Берталанфи группировал в три вида проблем, и соответственно три вида системных исследований:
1. Инженерия систем, т.е. научное планирование, проектирова-
ние, оценка и конструирование систем «человек – машина».
2. Исследование операций, т.е. научное управление существую-
щими системами людей, машин, материалов, веществ, денег и т.п.
3. Человеческая инженерия, т.е. научная адаптация систем, и
особенно машин, для получения максимальной эффективности при минимальных затратах.
Из построений Берталанфи следует однозначный вывод, что на современном этапе организационные аспекты практической деятель­ности требуют не менее пристального внимания, чем технологические в узком смысле этого слова [73].
20-й век ознаменовался появлением наиболее эффективных и значимых для формирования междисциплинарных системных наук исследований. Известный специалист в области системных исследова­ний В.Н. Садовский [57] выделяет четыре основных исторических ис­точника современного системного мышления [57]:
- Тектология (Всеобщая организационная наука) Александра Бог-
17
данова (1913-1917).
- Общая теория систем Людвига фон Берталанфи (1945).
- Кибернетика Норберта Винера (1948).
- Праксеология Тадеуша Котарбиньского (30-40-е гг.).
Норберт Винер (1894-1964 гг.) – американский математик – в 1948 г. опубликовал книгу «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В дальнейшем стало ясно, что такое определе­ние кибернетики сужает сферу ее приложения. В следующей книге Винер анализирует с позиций кибернетики и процессы, происходящие в обществе. По мере развития кибернетики, уточнения ее понятий, разработки ее собственных методов, получения конкретных результа­тов в разных областях стало очевидно, что кибернетика – самостоя­тельная наука, со своим характерным только для нее предметом изу­чения, со своими специфическими методами исследования.
Кибернетика вывела на передний план несколько древних кон­цепций. Первая – стохастический детерминизм, который был заложен в основу кибернетики, решающей сложные задачи, которые возникают в «вероятностной вселенной». Вторая – концепция атомизма, дискрет­ности. Дискретно-математическая база кибернетики стала основой мира ЭВМ. Она связана с открытием квантов энергии М. Планком (1900 г.) и последующим развитием квантовой механики и квантовой электродинамики, коренным образом изменивших физику. Основате-
лем кибернетики считается Н. Винер.
Тадеуш Котарбиньский (1886-1981 гг.) – польский философ и логик в работе «Трактат о хорошей работе» поставил задачей исследо­вать общие законы всякой человеческой деятельности, обеспечиваю­щие ее эффективность. Т. Котарбиньский считается основателем
праксеологии.
Законы праксеологии носят общий характер. Предметом праксео-
логии являются организационно-технические аспекты любой челове­ческой деятельности. Праксеология синтезирует данные различных областей. Правила и постулаты эффективной деятельности, выведен­ные праксеологией, имеют непосредственное отношение к управлен­ческой деятельности и к организации личного труда руководителя. Большое место среди правил праксеологии занимают народные посло­вицы и поговорки, в которых сконцентрирован многовековой опыт народа.
Идеи развития интегративных исследований появились практиче­ски одновременно в различных областях знаний: в автоматике – И.А. Вышнеградским, в технике связи – А.С. Поповым и А.Г. Беллом, в вычислительной технике – Б. Паскалем, Г.В. Лейбницем, Ч. Бебби-
18
джем, в физиологии – И.П. Павловым, И.М. Сеченовым, Н.А. Бело­вым, Н.Я. Пэрна, в биологии – И.И. Шмальгаузеном, в психологии и физиологии – В.М. Бехтеревым, в статистической физике – Л. Больц­маном и Д.У. Гиббсом, в гелиобиологии – А.Л. Чижевским. Это при­вело к необходимости и возможности разработки единых интегратив­ных знаний, основанных на междисциплинарных исследованиях[35].
Становление системного подхода связано также с именем Петра
Кузьмича Анохина (1898-1974 гг.) – выдающегося советского физио­лога, ученика И.П. Павлова и В.М. Бехтерева В одной из своих ранних работ (1935 г.) [4] он выдвинул ряд идей «кибернетического характе­ра» в физиологии, например, идею об «обратной афферентации», предвосхитив кибернетическую концепцию обратной связи.
Анохиным была раскрыта центральная системная архитектоника, определяющая поведенческую и психическую деятельность живых существ, в том числе и человека. По его мнению, психическая дея­тельность строится системной центральной архитектоникой, которая включает последовательно развертывающиеся на информационной основе деятельности мозга узловые стадии: афферентный синтез, при­нятие решения, акцептор результатов действия, эфферентный синтез и постоянную оценку акцептором результатов действия параметров до­стигнутых результатов с помощью обратных связей, «обратной аффе­рентации» по Анохину. Он не располагал, разумеется, знаниями о ма­тематических основах теории информации. И все же знакомство с ра­ботой Анохина позволяет судить о том, что и в плане терминологии, и в плане самой концепции эта работа близка к той литературе, посвя­щенной проблемам нейрокибернетики, которая появилась значительно позднее. В этой работе он, например, пишет о нейрофизиологии, ис­пользуя термин «функциональная система», действие которой рас­сматривается им как основанное на поступающих «управляющих и корректирующих сигналах» [52]. Функциональные системы живых организмов – это самоорганизующиеся, саморегулирующиеся динами­ческие организации, все компоненты которых взаимодействуют и вза­имосодействуют достижению полезных для самой системы в целом приспособительных результатов. Анохин писал: «Ни одна организа­ция, сколь обширной она не была по количеству составляющих ее элементов, не может быть названа самоуправляемой, саморегулируе­мой системой, если ее функционирование, т.е. взаимодействие частей этой организации, не заканчивается каким-либо полезным для системы результатом и если отсутствует обратная информация в управляющий центр о степени полезности этого результата…» [7, с. 70].
Жизненная реальность подтверждает, что в своей динамической
19
саморегулирующейся организации функциональные системы заклю­чают кибернетические и информационные свойства. В них постоянно циркулирует информация о состоянии полезного приспособительного результата и осуществляется ее оценка.
«Полезный приспособительный результат» - это цель действия, это результат выбора, это решение. Решение всегда должно учитывать действия окружающей среды, опыт принимающего решение и других субъектов, а это – аналоги афферентного синтеза по Анохину. Таким образом, решение есть неизбежное следствие афферентного синтеза. Как писал сам Анохин: «…принятие решения не является изолирован­ным аппаратом или изолированной проблемой, а является частью большой системы» [5, с. 292]. Афферентный синтез самым непосред­ственным образом связан с внутренними функциями самого процесса. Так, при принятии решения важная роль принадлежит мотивации. Она определяет и устанавливает форму принятия решения, тип решения, его общие очертания, необходимый, в конце концов, «приспособи­тельный результат». «Если мы возьмем принятие решения как процесс, изолированный от мотивации, памяти и внешних воздействий, – писал Анохин, – мы не сможем вскрыть его закономерностей» [5, с. 293].
По мнению ряда ученых, теория функциональных систем Анохина оказалась универсальной не только для объяснения процессов, проис­ходящих в живых организмах, но и в общественной среде, человече­ском обществе. Она открыла новые возможности для оптимизации управленческой деятельности. Общие принципы построения функцио­нальных систем могут быть использованы для оптимальной организа­ции отдельных видов управленческой и производственной деятельно­сти. При этом главная ориентация «должна быть прежде всего направ­лена на получение оптимального для производства и государства в целом полезного результата. Из этого следует принцип системной ор- ганизации производствачеткая параметризация результата. Она включает его физические, химические и информационные свойства, его цену, значение для производства и общества в целом, его товарный вид и другие качества. В зависимости от свойств и реализации резуль­тата деятельности обеспечивается устойчивость и развитие производ­ства. Динамика работы производства строится «системоквантами» – от потребности к ее удовлетворению» [59. с. 118]. Сам Анохин, оценивая содержание своей теории, писал, что «в общей теории функциональ­ных систем были найдены универсальные черты функционирования, изоморфные для огромного количества объектов, относящихся к раз­личным классам явлений» [6].
Теория функциональных систем в последующем была развита в
20
рамках общей математической теории функций академиком Андреем Николаевичем Колмогоровым (1903-1987 гг.).
Илья Пригожин (1917-2003 гг.) – бельгийский физик – развивая
термодинамику неравновесных физических систем (за результаты этих исследований Пригожин был удостоен Нобелевской премии 1977 г.), совершил прорыв в системной науке. Пригожин предложил новую, оригинальную теорию системодинамики, раскрывающую механизм самоорганизации систем. Согласно теории Пригожина, материя не является пассивной субстанцией, ей присуща спонтанная активность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые рано или поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающей средой. В такие переломные моменты (называемые «осо­быми точками» или «точками бифуркации») принципиально невоз­можно предсказать, станет ли система менее организованной или бо­лее организованной. Идеи Пригожина легли в основу нового научного направления – синергетики.
Рассматривая становление системных знаний, следует назвать
школу академика Виктора Михайловича Глушкова (1923-1982 гг.) – директора Института Кибернетики Академии наук Украинской ССР. В центре исследований была проблема управления научно-техническим прогрессом и соответственно проблема управления экономикой. Ис­следования показали возрастание роли информации в процессах управления. Для решения проблемы В.М. Глушковым было предложе­но использовать автоматизацию управления, и в середине 60-х годов началась разработка автоматизированных систем управления – АСУ. В.М. Глушков ввел понятие «информационный барьер» и обосновал, что к тому периоду человечество столкнулось с двумя информацион­ными барьерами. Первый был достигнут в тот период, когда экономи­чески связи полностью замыкались в рамках ограниченных коллекти­вов (род, семья, племя) и сложность управления этими коллективами стала превосходить способности одного человека. Второй информаци­онный барьер связан с ограниченной способностью переработки ин­формации у всего населения страны. Второй барьер привел к необхо­димости не только введения АСУ, но и теоретического осмысления всех информационных составляющих, учета закономерностей функци­онирования и развития сложных систем с активными элементами. По­этому стали использоваться методы системного анализа, в частности закономерности целеобразования и методики структуризации целей.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]