Темы рефератов, статей

1. Социальные системы в экстремальных условиях.

2. Адаптация системы в переходных состояниях.

3. Источники функционирования и развития систем.

4. Природа кризисов в социальной системе.

5. Способы поддержания равновесия в социальной системе.

6. Механизмы саморазвития систем.

7. Синергетика и ее роль в познании.

8. Хаос и его созидательные начала.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Что такое развитие?

2. Сформулируйте основные проблемы развития систем.

3. Дайте классификацию типов развития систем.

4. Каковы основные этапы жизненного пути системы?

5. Определите взаимосвязи между системой и средой в процессе развития.

6. Дайте характеристику основных процессов, которые протекают в системах.

7. Каково содержания процесса развития системы?

8. Каковы основные проблемы трансформации системы?

9. Дайте характеристику основных факторов, которые воздейству­ ют на систему.

10. Что составляет механизм развития системы?

11. Раскройте структуру и механизм кризиса системы.

12. Что такое хаос? Каковы его основные разновидности и роль в развитии?

13. Раскройте основные идеи И.И. Пригожина и Г. Хагена, объяс­ няющие возникновение порядка в сложных системах через хаос.

197

ОТРАЖЕНИЕ СИСТЕМ НАУКОЙ

8.1. Моделирование систем различной природы

Понятие модели и моделирования

При изучении систем различной природы исследователь сталки­вается с проблемой их отображения, а также использования в позна­вательной и практической деятельности. Объект фиксируется терми­нами языка, отображается на бумаге чертежами, графиками, фотографиями, уравнениями и формулами, а также макетами, меха­низмами, устройствами. Потом эти отображения применяются для научного исследования (например, наблюдения, эксперимента) либо для практической деятельности. Отображения объектов называются моделями, процесс их создания — моделированием, а использование, соответственно, в науке называются модельным исследованием (мо­дельным экспериментом, модельным наблюдением) и модельной практикой в практической деятельности. Способы построения моде­лей получили название методов моделирования. Они очень разнооб­разны. Практически каждая наука имеет свой арсенал методов моде­лирования. Различают геометрическое, физическое, химическое, биологическое, экономическое, социальное, политическое, культу­рологическое и математическое моделирование.

Понимание моделей в науке отличается известным разбросом. Наиболее краткое, почти афористичное ее определение дал А. И. Уе-мов, который считает, что модель представляет собой систему, ис­следование которой служит средством получения информации о другой системе [24, с. 48]. К. Б. Батароев дает развернутое определе-

198

ние модели: "Модель есть созданная или выбранная субъектом сис­тема, воспроизводящая существенные для данной цели познания сто­роны (элементы, свойства, отношения, параметры) изучаемого объ­екта и в силу этого находящаяся с ним в таком отношении замещения и сходства (в частности изоморфизма), что исследование ее служит опосредованным способом получения знания об этом объекте" [2, с. 28]. Необходимыми и достаточными признаками модели явля­ются сформулированные В. А. Штоффом такие условия [27, с. 87-88]:

• между моделью и оригиналом имеется отношение сходства, фор­ ма которого явно выражена и точно зафиксирована (условия от­ ражения или уточненной аналогии);

• модель в процессе научного познания является заместителем изучаемого объекта (условие репрезентации);

• изучение модели позволяет получить информацию (сведения) об оригинале (условия экстраполяции).

Заметим, что для метода моделирования свойственны некоторые парадоксы. Применение моделей обусловлено сложностью изучае­мого объекта, поэтому модель проще оригинала. Она абстрагирует­ся от несущественных качеств объекта. Однако в процессе исследова­ния никогда нет 100 % уверенности в том, что то или иное качество объекта является несущественным с точки зрения исследовательской задачи. Поэтому простота модели может оказаться, что называется, "святой простотой".

Здесь же видится и другая особенность модели, которая роднит ее с одноразовой посудой. Каждая модель создается под определен­ную исследовательскую задачу и не применима к решению других, какой бы привлекательной модель ни была. Распространенный в на­уке перенос моделей с одной задачи на другую далеко не всегда оп­равдан и обоснован.

Классификация моделирования

Мир моделей разнообразен. Он обусловлен ростом многообра­зия и сложности человеческой деятельности. В. А. Штофф выделяет две большие группы моделей: материальные (менее удачные синони­мы: вещественные, физические, действующие) и мысленные (менее удачные синонимы: идеальные, воображаемые, умозрительные). К числу материальных моделей относятся модели, которые сконструи­рованы человеком искусственно или взяты из природы в качестве

199

образцов. Мысленные же отличаются тем, что они созданы в форме мысленных образов, существующих лишь в голове исследователя, теоретика [27, с. 88-89].

Подобного же подхода придерживаются специалисты в области математики и кибернетики. Они делят моделирование на две боль­шие разновидности: на физическое, при котором модель воспроиз­водит изучаемый процесс с сохранением изучаемых свойств, и мате­матическое, при котором модель представляет собой математичес­кое описание объекта моделирования.

К. Б. Батароев дает развернутую классификацию моделей, вклю­чая в нее: пространственно-геометрическое, физическое, химическое, математическое, кибернетическое, бионическое и био лого-информа­ционное, экономико-математическое и социо-кибернетическое, эко-лого-кибернетическое, логическое, концептуальное, теоретическое, гносеологическое [2, с. 74-75].

Интересен подход к классификации моделей Ю. М. Плотинского, который выделяет среди разновидностей модели содержательную, формальную, концептуальную модели [20, с. 85-92]. То, что такие ти­пы моделей существуют, ни у кого не может вызвать никаких сомне­ний. Другое дело, что эти модели из разных классов. Содержательная и формальная модели определяют отражение объекта, а концепту­альная выделена по функциональному назначению.

По нашему мнению, известные классификации моделей и моде­лирования не всегда носят сущностный характер. Для того чтобы классификация отвечала природе моделей, она должна иметь три среза, которые соответствуют природе модели: отражательность, репрезентация и экстраполяция (табл. 22). Отражательный срез мо­дели характеризуется ее субстанциональностью, т.е. той "материей", из которой "сотканы" объекты моделирования, их масштабами, вре­менными характеристиками. Репрезентационный срез моделирова­ния связан с целями исследования, формой модели, месте ее в позна­вательном процессе, связи с теми или иными методами науки и т.п. Экстраполяционный аспект модели заключается в использовании полученных посредством модели знаний, в распространении их на те или иные сферы деятельности человека.

Сравнение классификаций систем и моделей приводит к выводу об их принципиальной схожести. Это обусловлено тем, что модель представляет собой специфическую разновидность системы, кото-

200

Таблица 22

Классификация моделей

Основание классификации	Модель
	Вид	Характеристика
1	2	3
Субстанциональный аспект модели
Природа объекта моделирования	Пространственно-геометрическая Физическая Техническая Кибернетическая Химическая Биологическая Социальная Экономическая Политическая Интеллектуальная	Система, отражающая пространственное раз­мещение объектов и процессов Система, отражающая совокупность физичес­ких объектов, действующих на физических за­конах Система, отражающая техническое устройство Отражение кибернетической системы Отражение химической системы Система, отражающая организмы или их со­общества Модель общество или его составляющих Система, отражающая экономические объек­ты и процессы Система, отражающая политические объекты и процессы Система, отражающая знание, способы по­знания и мышления
Масштабы объекта моделирования	Микромасштабная Макромасштабная Метамодель Мегамодель	Система, отражающая относительно неболь­шие образования Система, отражающая значительные по вели­чине образования Система, отражающая сверхбольшое образо­вание Система, отражающая бесконечное по вели­чине образование
Временная характеристика объекта моделирования	Историческая Актуальная Прогностическая	Система, отражающая прошлое бытие объек­та или процесса Система, отражающая настоящее бытие объ­екта или процесса Система, отражающая будущее бытие объек­та и процесса
Характер детерминации объекта моделирования	Стохастическая, вероятностная Детерминированная	Система, отражающая объект или процесс, поведение которого носит вероятностный ха­рактер Система, отражающая объект или процесс, поведение которого предопределено

201

22

Продолжение табл. 22

1	2	3
Динамика объекта	Статические Динамические	Отражает статические, неменяющиеся образования Отражает объекты, отличающиеся из­меняемостью
Репрезентационный аспект модели
Степень сложности модели	Простая Сложная Сверхсложная	Система, состоящая из небольшого чис­ла элементов и связей между ними Система, включающая в себя большое число простых моделей Система, включающая в себя большое число сложных моделей
Способ отражения объекта	Содержательная Формальная	Отражает содержание системы Отражает объект на формальных язы­ках
Способ представления модели	А бстрактная Материальная	Единство некоторых символов или зна­ков Совокупность материальных явлений
Форма представления модели	Графическая Числовая Логическая Математическая Мысленная Компьютерная Материальная	Графики, диаграммы, блок-схемы и т. п. Конкретные числовые характеристики Описывается в логических выражениях Построена с использованием аппарата математики Выступает как некоторые идеи и предс­тавления об объекте Реализуется с помощью компьютерной техники Макеты, установки, тренажеры, дей­ствующие модели приборов и уст­ройств
Экстраполяционный аспект модели
Количество выполняемых моделью функций	Монофункциональная Полифункциональная	Отличается одной узкой функцией Отличается реализацией одновременно нескольких функций

202

Окончание табл.

1	2	3
Характер выполняемых моделью функций	Исследовательская Тренинговая Обучения Практическая	Применяется в научном познании Используется для тренировки практических умений и навыков специалистов в различных областях Для формирования у обучаемых знаний, уме­ний и навыков Заместители объектов в практической дея­тельности
Роль в познании	Наблюдения Описательная Экспериментальная Концептуальная Теоретическая	Используется для сбора фактов при наблюде­нии Дает описание объекта или процесса Для проведения эксперимента Направлена на построение концепции того или иного объекта или процесса Ориентирована на объяснение объекта или процесса посредством построения его теории

рая создается человеком специально для решения исследовательских задач. Поскольку системный метод выступает средством моделиро­вания систем, то можно говорить о системном моделировании, пред­полагающем представление объектов любой природы в виде систем. Системное моделирование включает две составляющие. Первая — это представление модели объекта или процесса как системы с ее основными параметрами и характеристиками. Модель здесь высту­пает совокупностью взаимосвязанных между собой элементов, отли­чается структурной организацией и функциональным предназначе­нием. Вторая составляющая системного моделирования заключает­ся в том, что системность состоит не только в качестве способа представления, но и в способе изучения модели. Известно, что моде­лирование — несамостоятельный способ научного познания, а соз­дание для того или иного метода научного познания удобного для осуществления познавательных процедур объекта-модели. Отсюда вторая составляющая означает применение к системной модели сис­темного анализа, который строится на знании системных законо­мерностей.

203

Особенности системного моделирования

Системное моделирование представляет собой совокупность конкретных разновидностей моделирования, наиболее важные сре­ди которых:

• атрибутивное, направленное на систематизацию информации о свойствах объектов. При этом используются различного рода классификации, матрицы, таблицы, которые позволяют систе­ матизировать свойства объектов, выделить главные и второсте­ пенные;

• структурное, обеспечивающее представление структуры объекта или процесса моделирования;

• организационное, предполагающее изучение организации системы;

• функциональное, ориентированное на построение и исследование функций изучаемого явления;

• структурно-функциональное, ставящее своей целью исследование взаимосвязи структуры и функции изучаемого объекта или про­ цесса;

• витальное, направленное на представление и изучение тех или иных этапов жизненного пути системы.

Системное моделирование не ограничивается удовлетворением простого любопытства по отношению к модели. Оно очень прагма­тично. Его важнейшим назначением выступает не просто получение знаний о системе, а ее оптимизация. Это поиск оптимума характе­ристик системы в соответствии с некоторыми критериями оптималь­ности. Математика оперирует понятием "оптимума функции". Оп­тимум функцииf(x) на множестве M есть частное значение f(x₀) этой функции, удовлетворяющее одному из соотношений:f(x₀) больше и равноf(x) для всех х из М (глобальный максимум) или для всехf(x₀) меньше и равноf(x) для всех х из М (глобальный минимум). Точка оптимума функции f(x) на множество M является одной из точек экстремума этой функции на множестве М.

Системное моделирование ориентировано на поиск в системной модели оптимальных характеристик в целях преобразования по принципам оптимальности реальных объектов практической дея­тельности людей.

204