Основы системного анализа

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Кто берется за частные вопросы, без предварительного решения общих, тот неминуемо будет на каждом шагу бессознательно для себя «натыкаться» на эти общие вопросы.

А натыкаться слепо на них в каждом частном случае -- значит обрекать свою политику на худшие шатания и беспринципность.

В. И. Ленин

«Исследователь ощущает свое невежество тем больше, чем больше он знает...» -- это парадоксальное замечание крупнейшего физика нашего времени Р. Оппенгеймера как нельзя более точно характеризует парадоксальную ситуацию в современной науке. Если еще недавно ученый буквально гонялся за фактами, то сегодня он не в силах справиться с их половодьем. Аналитические методы, столь эффективные при изучении частных процессов, уже не работают. Нужен новый, более действенный прин¬цип, который помог бы разобраться в логических связях между отдельными фактами. Такой принцип был найден и получил название принцип системного движения или системного подхода (СП).

Этот принцип определяет не только новые задачи, но и характер всей управленческой деятельности, научное, техническое, технологическое и организационное совершенствование которой обусловлено самой природой крупного общественного и частного производства.

Многообразие и возрастающий объем стоящих перед нами задач хозяйственного строительства требует их взаимной увязки, обеспечения общей целенаправленности. Но этого трудно достичь, если не учитывать сложной зависимости между отдельными районами страны, между отраслями народного хозяйства, между всеми сферами общественной жизни страны. Более конкретно, 40% информации специалисту необходимо черпать из смежных областей, а подчас и отдаленных.

Уже сегодня системный подход используют во всех областях знания, хотя в ее различных областях он проявляется по-разному.

Так, в технических науках речь идет о системотехнике, в кибернетике о системах управления, в биологии -- о биосистемах и их структурных уровнях, в социологии -- о возможностях структурно-функционального подхода, в медицине -- о системном лечении сложных болезней (коллагенозы, системные васкулиты и др.) терапевтами широкого профиля (врачами-системщиками).

В самой природе науки лежит стремление к единству и синтезу знания. Изучение этого стремления, выявление особенностей этого процесса -- одна из задач современных исследований в области теории научного знания. В современной науке и технике из-за их необычайной дифференцированности и насыщения информацией проблема концептуального синтеза приобретает особенно важное значение. Философский анализ природы научного знания предполагает рассмотрение его структуры, которое позволяет выявить пути и способы единства и синтеза знаний, ведущие к формированию новых понятий, к концептуальному синтезу. Изучая процессы объединения и синтеза научных теорий в сфере развивающихся наук, можно выявить их различные типы и формы. При первоначальном подходе к проблеме мы не усматриваем различия между единством знания и его синтезом. Заметим только, что понятие единства знания предполагает определенное его расчленение, его структуру. Синтез знания, понятный как процесс рождения нового, возникает на основе определенных типов объединения или взаимодействия его структурных форм. Иначе говоря, единство и синтез знания -- лишь определенные ступени в развитии науки. Среди многообразия форм объединения знания, ведущих к синтезу, легко усмотреть четыре различных типа, иначе говоря, четыре типа единства научного знания.

Первый тип объединения состоит в том, что в процессе дифференциации знания возникают научные дисциплины, подобные кибернетике, семиотике, общей теории систем, содержание которых связано с выявлением общего в самых различных областях исследования. На этом пути происходит своеобразная интеграция знания, компенсирующая до некоторой степени многообразие и отграничение друг от друга различных научных дисциплин. Общеизвестно, что на этом пути синтезируется новое знание.

Рассматривая более детально такую интеграцию, мы можем наблюдать второй тип единства научного знания. Изучая генезис научных идей, мы замечаем тенденцию к методологическому единству. Эта тенденция заключается в методологическом продолжении одной специальной науки, т.е. в перенесении ее теории на другие области исследования. Этот второй путь к единству знания можно назвать методологической экспансией. Сразу же заметим, что эта экспансия, плодотворная на определенном этапе, рано или поздно обнаруживает свои границы.

Третий тип стремления к единству научного знания связан с фундаментальными понятиями, которые первоначально возникают в сфере естественного языка и включаются затем в систему философских категорий. Такого рода понятия путем соответствующих уточнений приобретают смысл исходных понятий формирующихся научных теорий. Можно сказать, что в данном случае мы имеем дело с концептуальной формой единства науки.

Последовательное развитие концептуального единства науки создает предпосылки для четвертого и в известном смысле самого существенного пути к единству и синтезу научного знания, а именно -- пути разработки и использования единой философской методологии. Наука -- это система многообразных знаний, и развитие каждого элемента этой системы невозможно без их взаимодействия. Философия исследует принципы этого взаимодействия и тем самым способствует объединению знания. Она дает основание для высшего синтеза, без которого невозможен синтез научного знания на его более специальных уровнях исследования (Овчинников Н.Ф. Структурное единство и синтез научного знания в свете ленинских идей Вопр. филос. 1969. № 10).

Возможны и другие подходы к проблеме единства и синтеза знания. Но так или иначе эта проблема нуждается в качестве предпосылки исследования в определенном истолковании природы науки. А она системна, так же как и окружающий нас мир, наше познание и вся человеческая практика. Следовательно, исследование этих объектов должно осуществляться с помощью методов, адекватных их природе, т.е. системных!

Системность мира представляется в виде объективно существующей иерархии различно организованных взаимодействующих систем. Системность мышления реализуется в том, что знания представляются в виде иерархической системы взаимосвязанных моделей. Хотя люди и являются частью природы, человеческое мышление обладает определенной самостоятельностью относительно окружающего мира: мыслительные конструкции вовсе не обязаны подчиняться ограничениям мира реальных конструкций. Однако при выходе в практику неизбежны сопоставление и согласование системностей мира и мышления.

Практическое согласование идет через практику познания (сближения моделей с реальностью) и практику преобразования мира (приближения реальности к моделям). Обобщение этого опыта привело к открытию диалектики; следование ее законам является необходимым условием правильности нашего познания, адекватности наших моделей. Современный системный анализ исходит в своей методологии из диалектики. Можно выразиться более определенно и сказать, что системный анализ есть прикладная диалектика. С появлением системного анализа философия перестала быть единственной теоретической дисциплиной, не имеющей прикладного аналога. С практической же стороны прикладной системный анализ является методикой и практикой улучшающего вмешательства в реальные проблемные ситуации.

Для подлинно высшего образования возникновение и развитие системного анализа имеют ряд важных последствий.

Во-первых, важный этап исследования реальных ситуаций и построения их моделей (разных уровней -- от вербальной до математической) является общим для всех специальностей. Для этого этапа системный анализ предлагает подробную методику, овладение которой должно стать важным элементом в подготовке специалистов любого (не только технического, но также естественного и гуманитарного) профиля.

Во-вторых, для некоторых инженерных специальностей, прежде всего связанных с проектированием сложных систем, а также для прикладной математики системный анализ в скором будущем, очевидно, станет одним из профилирующих курсов.

В-третьих, практика прикладного системного анализа в ряде стран убедительно показывает, что такая деятельность в последние годы становится для многих специалистов профессией, и уже в некоторых университетах развитых стран начат выпуск таких специалистов.

В-четвертых, чрезвычайно благоприятной аудиторией для преподавания системного анализа являются курсы повышения квалификации специалистов, проработавших после окончания вуза несколько лет на производстве и на собственном опыте испытавших, как непросто иметь дело с проблемами реальной жизни.

Введение системного анализа в вузовские учебные планы и учебный процесс связано с преодолением некоторых трудностей. Главные из них -- преобладание технократического подхода в инженерном образовании, традиционно аналитическое построение наших знаний, специальностей, отображенное в дисциплинарной организации факультетов и кафедр, нехватка учебной литературы, неосознанность существующими фирмами потребности иметь профессионалов-системщиков в своих штатах, так что таких специалистов готовить вроде бы не для кого. Последнее не случайно, ибо, по социологическим опросам, лишь 2--8% населения владеет (стихийным) системным анализом.

Однако жизнь берет свое. Резко возросшие требования к качеству подготовки выпускаемых высшей школой специалистов, необходимость междисциплинарного подхода к решению сложных вопросов, нарастание глубины и масштабности проблем при ограничении сроков и ресурсов, отводимых на их решение, -- все это значимые факторы, которые сделают преподавание системного анализа необходимым, более того, неизбежным (Тарасенко Ф. Введение к статье Р. Акоффа «Рассогласование между системой образования и требованиями к успешному управлению Вестн. высш. шк. 1990. № 2). А психологическую инерцию, которая всегда стояла на пути нововведений, можно преодолеть только пропагандой новых идей, ознакомлением широкой педагогической, научной и студенческой общественности с существом нового, пробивающего себе дорогу. Будем надеяться, что предлагаемое пособие сыграет свою роль в том, чтобы привлечь внимание студентов и преподавателей к некоторым особенностям системного анализа. Тем более системный анализ перспективен и для гармоничного развития личности, для получения студентом представления о научной картине мира (НКМ) как целостного усвоения знаний по основам наук, и для формирования научного мировоззрения, и для понимания знаний! Именно непонимание ведет к утрате желания многих учиться, потере престижа высшей школы.

Обобщая сказанное, можно сделать твердый вывод о необходимости введения в современное образование дисциплины «системный анализ» -- как в виде одного из общих курсов в фундаментальной подготовке студентов и слушателей, так и в виде новой специальности, существующей пока лишь в нескольких вузах мира, но, несомненно, являющейся весьма перспективной.

Изучение системного анализа предлагается начать с ознакомления опорных сигналов (по В.Ф. Шаталову). Почему? Весь окружающий нас мир имеет системную (нелинейную) природу. Поэтому составляющие его объекты, явления и процессы должны объективно отражать его реалии, т. е. быть также системными, нелинейными. Однако современная система (какой парадокс в названии!) высшего образования построена по линейному принципу -- и в этом ее существенный недостаток. Он может изживаться постепенно, через переход от линейных к нелинейным формам. Путей этого движения много. Один из них -- разработка и изучение опорных сигналов, представляющих собой нелинейный текст (гипертекст!), за которое отвечает правое полушарие мозга человека, создающее полнокровный и натуральный образ мира. Именно опорные сигналы фиксируют и интенсифицируют самостоятельную работу студентов, в том числе и в направлении изучения и понимания системного анализа.

Опорные сигналы (ОС) -- это специально закодированное и особым образом оформленное содержание темы, раздела или дисциплины в целом. Принципами кодирования являются:

извлечение квинтэссенции материала;

представление материала в наиболее удобном для изучения виде.

Опорные сигналы для изучения системного анализа

1. Сведение множества к единому -- в этом первооснова красоты (Пифагор, древнегреческий ученый, профессор).

2. Глубина прозрения и элегантность гипотезы -- почти всегда следствие общности (В. Дружинин, профессор; Д. Конторов, профессор).

3. Современным мудрецом следует считать того, кто в состоянии увидеть общее в тех вещах и явлениях, которые другим представляются различными и совершенно несравнимыми (Ф. Вольтер, французский философ).

4. Те, кто задерживаются только на «деталях» познания, обретают «печать духовного убожества» (Жюльен Офре Ламерти, французский философ и врач, представитель французского материализма).

5. Различные вещи становятся количественно сравнимыми лишь после того, как они сведены к одному и тому же единству. Только как выражения одного и того же единства они являются одноименными, а следовательно, сравнимыми величинами (К. Маркс, Ф. Энгельс, немецкие философы).

6. В недалеком времени общество будет иметь «одну науку».

Представители ее не сверхуниверсалы, все знающие и все умеющие. Это будут высокообразованные, эрудированные люди, обладающие глубокими представлениями о развитии науки и общества в целом, знающие основные пути и возможности познания через «себя» (человека) всей природы. В то же время они будут универсалами в какой-то одной или группе отраслей (К. Маркс).

7. Единство природы обнаруживается в поразительной аналогичности дифференциальных уравнений, относящихся к разным областям явлений (В. И. Ленин -- основатель советского государства).

8. Факты в науке и технике, если взять их в целом, в их связи, не только «упрямая», но и безусловно доказательная вещь... Необходимо брать не отдельные факты, а всю совокупность относящихся к рассматриваемому вопросу фактов, без единого исключения. Мы никогда не достигнем этого полностью, но требование всесторонности предостережет нас от ошибок и от «омертвления» (В. И. Ленин).

9. Кто берется за частные вопросы, без предварительного решения общих, тот неминуемо будет на каждом шагу бессознательно для себя «натыкаться» на эти общие вопросы. А натыкаться слепо на них в каждом частном случае -- значит обрекать свою политику на худшие шатания и беспринципность (В. И. Ленин).

10. Наука представляет собой единое целое. Ее разделение на отдельные области обусловлено не столько природой объектов, сколько ограниченностью способностей человеческого познания. В действительности, «существует непрерывная цепь от физики к химии, через биологию и антропологию к социальным наукам, цепь, которая ни в одном месте не может быть разорвана, разве лишь по произволу» (разрядка моя. -- В.С.) (М. Планк, немецкий физик, лауреат Нобелевской премии).

11. Цель современной науки -- раскрыть внутреннюю связь и тенденции, открыть законы, объективную логику этих изменений (В. И. Ленин).

12. Цель современной науки состоит в том, чтобы видеть общее в частном и постоянное в переходящем (К. Уайтхед, канадский профессор).

13. ...Необходим комплексный, системный подход к выработке ответственных решений. Мы приняли такой на вооружение и будем последовательно проводить его в жизнь (Л. И. Брежнев, Генеральный секретарь ЦК КПСС).

14. Наука серьезно обогатила теоретический арсенал планирования, разработав методы экономико-математического моделирования, системного анализа и др. Необходимо шире использовать эти методы... Это делает важным не только производство соответствующей техники, но и подготовку значительного числа квалифицированных кадров (А. И. Брежнев).

15. Среди самых насущных проблем развития современной науки одно из первых мест занимает интеграция научных знаний. Она находит свое выражение в выработке общих понятий, принципов, теорий, концепций в создании общей (разрядка моя. -- В.С.) картины мира. Бурный процесс появления общих теорий отдельных видов знаний обусловливается в первую очередь интересами повышения их эффективности и способностью их уплотнения (В. Турченко, философ).

16. Синтез различных наук оказался в высшей степени плодотворным. Данная тенденция становится важнейшей, ибо наиболее крупные открытия нашего времени сделаны на стыках различных наук, где родились новые научные дисциплины и направления (М.Г. Чепиков, философ).

17. Процесс интеграции приводит к выводу, что многие проблемы получат правильное научное освещение только в том случае, если они будут опираться одновременно на общественные, естественные и технические науки. Это требует применения результатов исследования разных специалистов -- философов, социологов, психологов, экономистов, инженеров... Именно в связи с процессами интеграции возникла потребность развития системных исследований (В.Н. Садовский, философ).

18. Метод целостного подхода имеет важнейшее значение в становлении более высокой ступени мышления, а именно перехода от аналитической ступени к синтетической, которая направляет познавательный процесс к более всестороннему и глубокому (разрядка моя. -- В.С.) познанию явлений (И.В. Блауберг, философ; Б.Г. Юдин, философ).

19. Главная цель любой науки состоит в том, чтобы свести самое удивительное к обычному, чтобы показать, что сложность, если смотреть на нее под верным углом, оказывается лишь замаскированной (разрядка моя. -- В.С.) простотой, чтобы открыть закономерности, скрывающиеся в кажущемся хаосе. Но эти закономерности могут быть очень сложными по своему представлению или содержать такие исходные данные, которых не хватает для осуществления какого-либо расчета (Э. Квейд, американский системщик).

20. Мыслительная деятельность отдельного Человека тем продуктивнее и логичнее, чем полнее и глубже он усвоил всеобщие (разрядка моя. -- В.С.) категории мышления (В.В. Давыдов, профессор).

21. В природе нет отдельно существующих техники и технологии, физики и биологии, исследования и проектирования (М. Планк).

22. Явления природы, как правило, комплексны. Они ничего не знают о том, как мы поделили наши знания на науки. Только всестороннее рассмотрение явлений с точки зрения физики, химии, механики, а иногда и биологии позволит распознать их сущность и применить на практике (Н.Н. Семенов, академик).

23. НТР выявила ряд интеллектуальных «болезней». Одна из них -- узость профессионального сознания. В любой области научно-технической деятельности нельзя сделать что-либо существенное, если сосредоточить внимание и усилия на узком месте. Сужение поиска -- условие как будто грамотного решения проблемы. Но постоянное участие специалистов в такого рода программах нередко приводит к тому, что они теряют панорамное видение всего фронта работ. Возникает «глухота специализации», которая при неблагоприятных условиях может перерасти в «заболевание», названное К. Марксом «профессиональным кретинизмом». Не случайно, что именно он заложил принципы СП при анализе капиталистического производства. Его «Капитал» -- первое фундаментальное системное исследование структуры общества (Е. Жариков, профессор).

24. Системных подход к явлениям -- одно из важнейших интеллектуальных свойств человека (В.Н. Спицнадель, профессор).

25. Чтоб жизни суть постичь

И описать точь-в-точь,

Он, тело расчленив,

А душу выгнав прочь,

Глядит на части. Но...

Духовная их связь

Исчезла, безвозвратно унеслась!

Г. Гете, немецкий поэт

В одно мгновенье видеть вечность,

Огромный мир -- в зерне песка,

В единой горсти -- бесконечность

И небо -- в чашечке цветка.

У. Блейк, английский философ и поэт

26. Подход научный -- значит системный!!! (В.Н. Спицнадель).

27. Мир, наше познание и вся человеческая практика имеют системную природу. Информация идет из окружающего мира. Мы -- мыслим. Необходимо согласование системности и мышления. Но мышление обеспечивается образованием. Следовательно, и оно должно быть системным!!! (В.Н. Спицнадель).

28. Была подорвана престижность инженерного творчества, растеряны всемирно известные отечественные школы разработчиков техники. Сложилась порочная философия подражания и посредственности. В результате часть продукции не отвечает современному уровню науки и техники. В чем же... корни сложившегося положения с техническим уровнем создаваемых машин? Прежде всего в том, что по существу до сих пор у нас отсутствовал системный анализ новейших мировых достижений (М.С. Горбачев, Генеральный секретарь ЦК КПСС).

29. Считаю, что в этом виновата и высшая школа, не готовя соответствующих специалистов. В передовой статье «На путях перестройки высшего образования» (Вестник высшей школы. 1986. № 7) отмечается, что «...сейчас впервые предложены решения, базирующиеся на системных позициях (В.Н. Спицнадель).

30. Важный этап системных исследований реальных ситуаций и построения их моделей является общим практически для всех специальностей;

для инженерных специалистов, связанных с проектированием СТС, также для прикладной математики системный анализ в скором будущем (чего ждать, и так опоздали. -- В. С.) очевидно, станет одним из профилирующих курсов;

практика прикладного СА в ряде стран убедительно показывает, что такая научно-техническая деятельность (НТД) в последние годы становится для многих специалистов профессией, и уже в нескольких университетах развитых стран начат выпуск таких специалистов;чрезвычайно благоприятной аудиторией для преподавания СА является ИПК специалистов, проработавших после окончания вуза несколько лет на производстве и на собственном опыте испытавших, как непросто иметь дело с проблемами реальной жизни (Ф.П. Тарасенко, профессор).

Трудности введения СА в уч. процесс: традиционно аналитическое построение наших знаний и специальносей, отображенное в организации факультетов и кафедр. Поэтому руководители не знают сущности СА! Доклад в ЛГУ: «Кто мыслит системно?» Ответ: 8% руководителей Северо Запада (В.Н. Спицнадель).

31. В чем же заключается важность СА? Прежде всего -- для принятия оптимальных решений (В.Н. Спицнадель). Половина беспокойства в мире (а следовательно, и болезней) происходит от людей, пытающихся принимать решения без достаточного знания того, на чем основывается решение. Решение должно быть не любым, а оптимальным. Но нельзя принять оптимального решения в рамках предметного знания! (А. Рапопорт, канадский профессор).

32. Я не знаю ни одного завершенного системного исследования в технике (А.И. Берг, академик).

33. Современные системные исследования, к сожалению, остаются либо частнонаучными разработками, либо концентрируются вокруг формальных методологических вопросов (В.П. Кузьмин, профессор).

34. Исключая единичные случаи, необходимо признать, что системная методология редко используется в массовом масштабе и для большинства разработок... характерно эмпирическое развитие метода проб и ошибок (И.М. Макаров, академик).

35. Системный подход легко провозглашается в общем виде, но очень трудно реализуется в конкретной форме, т. к. многоаспектная ориентация требует специальной научной, организационной, технической, педагогической подготовки и др. условий в совокупности с целенаправленными мероприятиями по ресурсному обеспечению системной деятельности. Подчеркнем, единой и непрерывной системной деятельности, начиная от исследования конкретного объекта и кончая ликвидацией, наступающей после физического или морального его устаревания (В.Н. Спицнадель).

36. СА характеризуется главным образом не специфическим научным аппаратом, а упорядоченным (разрядка моя. -- В. С.), логически обоснованным подходом к исследованию проблемы и использованию соответствующих методов их решения, которые могут быть разработаны в рамках других наук (Ю.И. Черняк, профессор).

37. Если естествознание было преимущественно собирающей наукой, то сейчас оно стало в сущности упорядочивающей (разрядка моя. -- В. С.) наукой, наукой о связях (Ф. Энгельс).

38. Все мы... пользуемся огромным запасом неосознанных знаний, навыков и умений, сформировавшихся на протяжении длительной эволюции человечества (Е.П. Велихов, академик). В связи с этим возникает вопрос -- как мы можем студентам читать эти неосознанные знания, тем более нацеливая их на самостоятельную работу? (В.Н. Спицнадель).

39. Большинство специалистов понимают (синтез) не прямо, а зигзагами, не сознательно, а стихийно, идут к нему, не видя ясно своей конечной цели, а приближаясь ней ощупью, шатаясь, иногда даже задом (В. И. Ленин).

40. С принципом развития (элемент СА. -- В. С.) согласны все. Но это есть поверхностное согласие, которым душат и опошляют истину (В. И. Ленин).

41. Сегодня о системном подходе говорится практически во всех науках, хотя в ее различных разделах он проявляется по-разному. Так, в технических науках речь дет о системотехнике, в кибернетике -- о СУ, в биологии -- о биосистемах и их структурных уровнях, в социологии -- о возможностях структурно-функционального подхода, в медицине -- о сложных системных болезнях (коллагенозы, системные васкулиты и пр.), лечить которые должны терапевты широкого профиля (врачи-системщики) (Е.П. Тареев, академик).

42. Существо системного подхода ярко выражено в одном высказывании, приписываемом английскому офицеру периода Второй мировой войны: «Эти парни не возьмут в руки даже паяльника, пока они досконально не разберутся в стратегии военных действий на всем Тихоокеанском театре». Налицо целостность локальных и глобальных задач конкретной деятельности! (В.Н. Спицнадель).

43. Значение системности: для принятия оптимальных (!) решений, которые невозможно принять в предметном знании; в противном случае -- головотяпство и некомпетентность; для сокращения нагрузки на память; перегрузки в ВШ возникают за счет слишком большой мобилизации памяти студентов при ярко выраженной недогрузки их мысли, воображения и фантазии; практика: повышает интерес студентов к науке; не только развивает студентов, но и воспитывает их; восприятие теоретических знаний происходит целыми блоками; СА -- предпосылка дальнейшего рационального овладения знаниями; коль скоро студент будет осознавать природу знаний, пути их получения и фиксации, состав и структуру научной теории, то он сможет осмыслить новые знания по образцу, усвоенному в вузе через курс СА; установка на осмысление знаний в определенной структуре приводит студента к формулировке вопросов, на которые он должен искать ответ в разных источниках, к критическому рассмотрению новой информации; все это является необходимыми элементами творческого мышления; для понимания, потому что именно оно является результатом синтеза, а не анализа; системность позволяет получить НKM -- целостное усвоение знаний по основам наук.

Ведь наука представляет собой единое целое и ее разделение на отдельные области условно. НКМ -- это модель, образ действительности, в основе которого лежат данные конкретных наук о природе и обществе. Знания, относящиеся к НКМ, называют мировоззренческими: они формируются очень медленно, но СА ускоряет их формирование (В.Н. Спицнадель).

ГЛАВА 1. НЕОБХОДИМОСТЬ ПОЯВЛЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА, ЕГО СУТЬ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

Сведение множества к единому -- в этом первооснова красоты.

Пифагор

История -- это наука о прошлом и наука о будущем.

Л. Февр

1.1 История развития системного подхода

Составляющим понятий «системный анализ», «системная проблема», «системное исследование» является слово «система», которое появилось в Древней Элладе 2000--2500 лет назад и первоначально означало: сочетание, организм, устройство, организация, строй, союз. Оно также выражало определенные акты деятельности и их результаты (нечто, поставленное вместе; нечто, приведенное в порядок).

Первоначально слово «система» было связано с формами социально исторического бытия. Лишь позднее принцип порядка, идея упорядочивания переносятся на Вселенную.

Перенос значения слова с одного объекта на другой и вместе с тем превращение слова в обобщенное понятие совершаются поэтапно. Метафоризация слова «система» была начата Демокритом (460--360 до н. э.), древнегреческим философом, одним из основоположников материалистического атомизма. Образование сложных тел из атомов он уподобляет образованию слов из слогов и слогов из букв. Сравнение неделимых форм (элементов с буквами) -- один из первых этапов формирования научно-философского понятия, обладающего обобщенным универсальным значением.

На следующем этапе происходят дальнейшая универсализация значения слова, наделение его высшим обобщенным смыслом, что позволяет применять его и к физическим, и к искусственным объектам. Универсализация может осуществляться двояко -- или в процессе мифотворчества, т. е. построения мифа на основе метафоры [характерно для одного из основателей объективного идеализма Платона (427 -- 347 до н. э.)], или же путем воссоздания философско-рациональной картины мироздания и человеческой культуры, т. е. трансформирования и развертывания метафоры в философской системе [характерно для Аристотеля (384--322 до н.э.), колеблющегося между материализмом и идеализмом] [Огурцов А.П. «Этапы интерпретации системности научного знания (античность и новое время)». Системные исследования Ежегодник. М.: Наука, 1974].

Итак, в античной (древней) философии термин «система» характеризовал упорядоченность и целостность естественных объектов, а термин «синтагма» -- упорядоченность и целостность искусственных объектов, прежде всего продуктов познавательной деятельности. Именно в этот период был сформулирован тезис о том, что целое больше суммы его частей (Философский словарь. М.: Политиздат, 1980).

Не касаясь вопроса о трактовке системности знания в средневековой философии, отметим лишь, что для выражения интегративности познавательных образований здесь стали использоваться новые термины: сумма, дисциплина, доктрина...

С возникновением науки и философии Возрождения (XV в.) связано радикальное преобразование в истолковании бытия. Трактовка бытия как космоса сменяется рассмотрением его как системы мира. При этом система мира понимается как независимое от человека, обладающее своим типом организации, иерархией, имманентными (свойственными, внутренне присущими какому-либо предмету, явлению, проистекающими из их природы) законами и суверенной структурой. Кроме того, бытие становится не только предметом философского размышления, стремящегося постичь его целостность, но и предметом социально-научного анализа. Возникает ряд научных дисциплин, каждая из которых вычленяет в природном мире определенную область и анализирует ее свойственными этим дисциплинам методами.

Астрономия была одной из первых наук, которая перешла к онтолого натуралистической интерпретации системности мироздания. Большую роль в становлении новой трактовки системности бытия сыграло открытие Н. Коперника (1473--1543). Он создал Гелиоцентрическую систему мира, объяснив, что Земля, как и другие планеты, обращается вокруг Солнца и, кроме того, вращается вокруг своей оси. Телеологизм, отягощавший представления Коперника, был преодолен позднее Г. Галилеем (1564--1642) и И. Ньютоном (1642--1727).

Наука эпохи Возрождения выработала определенную концептуальную систему. Ее важнейшие категории -- вещь и свойства, целое и часть, субстанция и атрибуты. Вещь трактовалась как сумма отдельных свойств (забыли тезис античности???).

Основная познавательная процедура сводится к поиску сходства и различия в предметах. В связи с этим весьма специфично трактуется категория «отношение», которая выражает прежде всего субординацию главных и второстепенных свойств, динамическое воздействие некоего предмета на другой, первый из которых является причиной, а второй -- следствием.

Важнейшая особенность представлений о системности предмета познания, характерная для науки эпохи Возрождения, состоит в выдвижении на первый план каузального, а не телеологического способа объяснения...

Глубокую и основательную разработку идея системной организации научного знания получила в немецкой классической философии.

Структура научного знания, принципы и основания построения теоретических систем стали в ней предметом специального философского, логико-методологического анализа.

Немецкий математик и философ И.Г. Ламберт (1728 -- 1777) подчеркивал, что «всякая наука, как и ее часть, предстает как система, поскольку система есть совокупность идей и принципов, которая может трактоваться как целое. В системе должны быть субординация и координация». Следует отметить, что он анализировал системность науки на основе обобщенного рассмотрения систем вообще, построения общей системологии.

Новый этап в интерпретации системности научного знания связан с именем И. Канта (1724--1804). Его заслуга состоит не только в четко осознанном системном характере научно-теоретического знания, но и в превращении этой проблемы в методологическую, в выявлении определенных процедур и средств системного конструирования знания.

Ограниченность кантовского понимания системности знания состоит в том, что конструктивно-методологические принципы образования научных систем являются у него характеристиками лишь формы, а не содержания знания.

Эту линию в еще большей мере проводит И.Г. Фихте (1762--1814), который считает, что принципы полагания формы знания являются одновременно принципами полагания и его содержания. Исходный тезис Фихте -- научное знание есть системное целое. Фихте является родоначальником того направления в классической немецкой философии, которое останавливается на вычленении формально-логических принципов систематизации сложившегося знания, ограничивая тем самым системность знания систематичностью его формы. Это привело к отождествлению системности научного знания и его систематического изложения. Это направление сосредоточивает свое внимание не на научном исследовании, а на изложении результатов знания, систематического представления теоретического знания. Такой подход особенно проявился у последователей Канта и Фихте -- К. Шмида, Я. Фриза и др.

Г. Гегель (1770 -- 1831), объективный идеалист, исходит из единства содержания и формы знания, из тождества мысли и действительности и предлагает историческую трактовку становления системы в соответствии с принципом восхождения от абстрактного к конкретному. Однако в силу отождествления метода и системы, в силу телеологического истолкования истории знания, он не смог предложить методолого-конструктивных средств для формирования системных научных образований и фактически лишил все предшествующие ему теоретические и философские построения статуса системы. По сути дела, они оказались в его интерпретации лишь абстрактным выражением, превращенной формой его системы, претендовавшей на единственно возможную и абсолютно значимую.

Теоретическое естествознание XIX--XX вв. исходит из различения предмета и объекта знания. Подчеркивая активный характер человеческого познания, новый способ мысли трактует предмет исследований как нечто созданное и создаваемое человеком в ходе освоения природы. Поднимается роль моделей в познании.

Целое понимается уже не как простая сумма, а как функциональная совокупность, которая формируется некоторым заранее задаваемым отношением между элементами. При этом фиксируется наличие особых интегративных характеристик данной совокупности -- целостность, несводимость к составляющим элементам. Сама эта совокупность, отношение между элементами (их координация, субординация и т.д.) определяются некоторым правилом или системообразующим принципом. Этот принцип относится как к порождению свойств целого из элементов, так и к порождению свойств элементов из целого. Системообразующий принцип позволяет не только постулировать те или иные свойства элементов и системы, но и предсказывать возможные элементы и свойства системной совокупности.

Марксистская интерпретация системности научного знания противостоит как наивному антологизму, так и волюнтаристскому конструктивизму. В противовес созерцательному материализму марксизм подчеркивает активный характер человеческого познания, связывает системность научного знания с формами познавательной деятельности человека. Вместе с тем марксистское понимание познания как деятельности не имеет ничего общего с волюнтаристской ее трактовкой, лишающей мышление содержательных характеристик. Марксизм подчеркивает единство природы и деятельности человека, проводит мысль о том, что «человек в процессе производства может действовать лишь так, как действует сама природа, т.е. может изменять лишь формы веществ» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 23. С. 52).

Марксистская гносеология выдвинула определенные принципы анализа системности научного знания. К ним относятся историзм, единство содержательной и формальной сторон научного знания, трактовка системности не как замкнутой системы, а как развивающейся последовательности понятий и теорий. При таком подходе системность знаний предполагает дальнейшее совершенствование системы понятий...

Попытки разработать общие принципы системного подхода были предприняты врачом, философом и экономистом А.А. Богдановым (1873-- 1928) в работе «Всеобщая организационная наука (тектология)» (3-е изд. М.; Л., 1925 -- 1929. Ч. 1 -- 3). Исследования, проведенные уже в наши дни, показали, что важные идеи и принципы кибернетики, сформулированные Н. Винером и особенно У. Росс Эшби, значительно раньше, хотя и в несколько иной форме, были выражены Богдановым. В еще большей мере это относится к общей теории систем (ОТС) Л. фон Берталанфи, идейная часть которой во многом предвосхищена автором тектологии.

Тектология (греч.-- строитель) -- весьма оригинальная общенаучная концепция, исторически первый развернутый вариант ОТС. Ее созданием автор хотел бросить вызов марксизму, выдвинув в противовес ему концепцию, которая претендует на универсальность. Для построения тектологии используется материал самых различных наук, в первую очередь естественных. Анализ этого материала приводит к выводу о существовании единых структурных связей и закономерностей, общих для самых разнородных явлений.

Основная идея тектологии -- признание необходимости подхода к любому явлению со стороны его организованности (у других авторов -- системности). Под организованностью понимается свойство целого быть больше суммы своих частей. Чем больше целое разнится от суммы своих частей, тем больше оно организовано. Тектология рассматривает все явления как непрерывные процессы организации и дезорганизации. Принципы организованности и динамичности тесно связаны с принципом целостного рассмотрения отдельных явлений и всего мира вообще.

ОТС и тектология -- это две науки об организованности, системности явлений, кибернетика же -- наука об управлении этими объектами. Таким образом, предмет кибернетики уже, что обусловлено большей широтой понятия «организация системы», чем понятия «управление». Тектология как общая теория включает в сферу своего внимания не только кибернетические принципы, т. е. принципы управления систем, но и вопросы их субординации (иерархических порядков), их распада и возникновения, обмена со средой и веществом и т.д.

Австрийский биолог и философ Л. Фон Берталанфи (1901--1972) первым из западных ученых разработал концепцию организма как открытой системы и сформулировал программу построения ОТС. В своей теории он обобщил принципы целостности, организации, эквифинальности (достижения системой одного и того же конечного состояния при различных начальных условиях) и изоморфизма.

Начиная со своих первых работ, Л. Берталанфи проводит мысль о неразрывности естественно-научного (биологического) и философского (методологического) исследований... Сначала была создана теория открытых систем, граничащая с современной физикой, химией и биологией. Классическая термодинамика исследовала лишь закрытые системы, т. е. не обменивающиеся веществом с внешней средой и имеющие обратимый характер. Попытка применения классической термодинамики к живым организмам (начало XX в.) показала, что, хотя при рассмотрении органических явлений использование физико-химических принципов имеет большое знание, так как в организме имеются системы, находящиеся в равновесии (характеризующимся минимумом свободной энергии и максимумом энтропии), однако сам организм не может рассматриваться как закрытая система в состоянии равновесия, ибо он не является таковым. Организм представляет собой открытую систему, остающуюся постоянной при непрерывном изменении входящих в нее веществ и энергии (так называемое состояние подвижного равновесия).

В 1940--50 гг. Л. Берталанфи обобщил идеи, содержащиеся в теории открытых систем, и выдвинул программу построения ОТС, являющейся всеобщей теорией организации. Проблемы организации, целостности, направленности, телеологии, саморегуляции, динамического взаимодействия весьма актуальны и для современной физики, химии, физической химии и технологии, а не только для биологии, где подобные проблемы встречаются повсюду. Пока что такие понятия были чужды классической физике. Если до сих пор унификацию наук видели обычно в сведении всех наук к физике, то, с точки зрения Л, Берталанфи, единая концепция мира может быть, скорее, основана на изоморфизме законов в различных областях. В результате он приходит к концепции синтеза наук, которую и противоположность редукционизму (т. е. сведению всех наук к физике) называет перспективизмом.

Построенная теория организации является специальной научной дисциплиной. Вместе с тем она выполняет определенную методологическую функцию. В силу обще¬го характера исследуемого предмета (системы) ОТС дает возможность охватить одним формальным аппаратом обширный круг специальных систем. Благодаря этому она может освободить ученых от массового дублирования работ, экономя астрономические суммы денег и времени.

К числу недостатков ОТС Л. Берталанфи относятся неполное определение понятия «система», отсутствие особенностей саморазвивающихся систем и теоретического исследования связи, а также условий, при которых система модифицирует свои формы. Но основной методологический недостаток его теории заключается в утверждении автора о том, что она выполняет роль философии современной науки, формируя философски обобщенные принципы и методы научного исследования. В действительности это не так. Ибо для философского учения о методах исследования необходимы совершенно иные (новые) исходные понятия и иная направленность анализа: абстрактное и конкретное специфически мысленное знание, связь знаний, аксиоматическое построение знаний и др., что отсутствует в ОТС.

Однако, учитывая большое методологическое значение работы Л. Берталанфи (Общая теория систем -- обзор проблем и результатов. Системные исследования Ежегодник. М.: Наука, 1969), рассмотрим различные направления в разработке теории систем. В соответствии с его взглядами, системная проблематика сводится к ограничению применения традиционных аналитических процедур в науке. Обычно системные проблемы выражаются в полуметафизических понятиях и высказываниях, подобных, например, понятию «эмерджентная эволюция» или утверждению «целое больше суммы его частей», однако они имеют вполне определенное операционное значения. При применении «аналитической процедуры» некоторая исследуемая сущность разлагается на части, и, следовательно, затем она может быть оставлена или воссоздана из собранных вместе частей, причем эти процессы возможны как мысленно, так и материально. Это основной принцип «классической» науки, который может осуществляться различными путями: разложением исследуемого явления на отдельные причинные цепи, поисками «атомарных» единиц в различных областях науки и т. д. Научный прогресс показывает, что этот принцип классической науки, впервые сформулированный Галилеем и Декартом, приводит к большим успехам при изучении широкой сферы явлений.

Применение аналитических процедур требует выполнения двух условий. Во-первых, необходимо, чтобы взаимодействие между частями данного явления отсутствовало или было бы пренебрежимо мало для некоторой исследовательской цели. Только при этом условии части можно реально, логически или математически «извлекать» из целого, а затем «собирать». Во-вторых, отношения, описывающие поведение частей, должны быть линейными. Только в этом случае имеет место отношение суммативности, т. е. форма уравнения, описывающего поведение целого, такова же, как и форма уравнений, описывающих поведение частей; наложение друг на друга частных процессов позволяет получить процесс в целом и т.д.

Для образований, называемых системами, т.е. состоящих из взаимодействующих частей, эти условия не выполняются. Прототипом описания систем являются системы дифференциальных уравнений, в общем случае нелинейных. Систему, или «организованную сложность», можно описать через «сильные взаимодействия» или взаимодействия, которые «нетривиальны», т.е. нелинейны. Методологическая задача теории систем, таким образом, состоит в решении проблем, которые носят более общий характер, чем аналитически-суммативные проблемы классической науки.

Существуют различные подходы к таким проблемам. Автор намеренно использует довольно расплывчатое выражение -- «подходы», поскольку они логически неоднородны, характеризуются различными концептуальными моделями, математическими средствами, исходными позициями и т.д. Однако все они являются теориями систем. Если оставить в стороне подходы в прикладных системных наследованиях, таких как системотехника, исследование операций, линейное и нелинейное программирование и т.д., то наиболее важными являются следующие подходы.

«Классическая» теория систем. Эта теория использует классическую математику и имеет цели: установить принципы, применимые к системам вообще или к их определенным подклассам (например, к закрытым и открытым системам); разработать средства для их исследования и описания и применить эти средства к конкретным случаям. Учитывая достаточную общность получаемых результатов, можно утверждать, что некоторые формальные системные свойства относятся к любой сущности, которая является системой (к открытым системам, иерархическим системам и т.д.), даже если ее особая природа, части, отношения и т.д., не известны или не исследованы. Примерами могут служить: обобщенные принципы кинетики, применимые, в частности, к популяциям молекул или биологических существ, т.е. к химическим и биологическим системам; уравнения диффузии, используемые в физической химии и для анализа распространения слухов; понятия устойчивого равновесия и модели статистической механики, применимые к транспортным потокам; аллометрический анализ биологических и социальных систем.

Использование вычислительных машин и моделирование. Системы дифференциальных уравнений, применяемые для «моделирования» или спецификации систем, обычно требуют много времени для решения, даже если они линейны и содержат немного переменных; нелинейные системы уравнений разрешимы только в некоторых частных случаях. По этой причине с использованием вычислительных машин открылся новый подход к системным исследованиям. Дело не только в значительном облегчении необходимых вычислений, которые иначе потребовали бы недопустимых затрат времени и энергии, и замене математической изобретательности заранее установленными последовательностями операций.

Важно еще и то, что при этом открывается доступ в такие области, где в настоящее время отсутствует соответствующая математическая теория и нет удовлетворительных способов решения. Так, с помощью вычислительных машин могут анализировать системы, по своей сложности далеко превосходящие возможности традиционной математики; с другой стороны, вместо лабораторного эксперимента можно воспользоваться моделированием на вычислительной машине и построенная таким образом модель затем может быть проверена в реальном эксперименте. Таким способом Б. Гесс, например, рассчитал 14-звенную цепь реакций гликолиза в клетке на модели, содержащей более 100 нелинейных дифференциальных уравнений. Подобный анализ стал обычным делом в экономических разработках, при исследовании рынка и т. д.

Теория ячеек. Одним из аспектов системных исследований, который следует выделить, поскольку эта область разработана чрезвычайно подробно, является теория ячеек, изучающая системы, составленные из подъединиц с определенными граничными условиями, причем между этими подъединицами имеют место процессы переноса. Такие ячеечные системы могут иметь, например, «цепную» или «сосковую» структуру (цепь ячеек или центральную ячейку, сообщающуюся с рядом периферийных ячеек). Вполне понятно, что при наличии в системе трех и более ячеек математические трудности становятся чрезвычайно большими. В этом случае анализ возможен лишь благодаря использованию преобразований Лапласа и аппарата теорий сетей и графов.

Теория множеств. Общие формальные свойства систем и формальные свойства закрытых и открытых систем могут быть аксиоматизированы в языке теории множеств. По математическому изяществу этот подход выгодно отличается от более грубых и специализированных формулировок «классической» теории систем. Связи аксиоматизированной теории систем с реальной проблематикой системных исследований пока выявлены весьма слабо.

Теория графов. Многие системные проблемы относятся к структурным и топологическим свойствам систем, а не к их количественным отношениям. В этом случае используется несколько различных подходов. В теории графов, особенно в теории ориентированных графов (диграфов), изучаются реляционные структуры, представляемые в топологическом пространстве. Эта теория применяется для исследования реляционных аспектов биологии. В магматическом смысле она связана с матричной алгеброй, но своими моделями -- с тем разделом теории ячеек, в котором рассматриваются системы, содержащие частично «проницаемые» подсистемы, а вследствие этого -- с теорией открытых систем.

Теория сетей. Эта теория, в свою очередь, связана с теориями множеств, графов, ячеек и т. д. Она применяется к анализу таких систем, как нервные сети.

Кибернетика. В основе кибернетики, т.е. теории систем управления, лежит связь (передача информации) между системой и средой и внутри системы, а также управление (обратная связь) функциями системы относительно среды. Кибернетические модели допускают широкое применение, но их нельзя отождествлять с теорией систем вообще. В биологии и других фундаментальных науках кибернетические модели позволяют описывать формальную структуру механизмов регуляции, например, при помощи блок-схем и графов потоков. Использование кибернетических моделей позволяет установить структуру регуляции системы даже в том случае, когда реальные механизмы остаются неизвестными и система представляет собой «черный ящик», определяемый только его входом и выходом. Таким образом, одна и та же кибернетическая схема может применяться к гидравлическим, электрическим, физиологическим и другим системам. Тщательно разработанная техническая теория сервомеханизмов применяется естественным системам в ограниченном объеме.