Основы системного анализа

Теория информации. По К. Шеннону, математическое выражение для понятия информации изоморфно выражению для негэнтропии в термодинамике. Считается, что понятие информации можно использовать в качестве меры организации. Хотя теория информации имеет большое значение для техники связи, ее применение в науке весьма незначительно. Главной проблемой остается выяснение отношения между информацией и организацией, между теорией информации и термодинамикой.

Теория автоматов. Это так называемая теория абстрактных автоматов, имеющих вход, выход, иногда способных действовать методом проб и ошибок и обучаться. Общей моделью теории автоматов является машина Тьюринга, которая представляет собой абстрактную машину, способную печатать (или стирать) на ленте конечной длины цифры 1 и 0. Можно показать, что любой сколь угодно сложный процесс может моделироваться машиной Тьюринга, если этот процесс можно выразить конечным числом операций. В свою очередь, то, что возможно логически (т.е. в алгоритмическом символизме), может также быть сконструировано -- в принципе, но не всегда практически -- автоматом (т, е. алгоритмической машиной).

Теория игр. Несмотря на то, что теория игр несколько отличается от других рассмотренных системных подходов, все же ее можно поставить в ряд наук о системах. Н ней рассматривается поведение «рациональных» игроков, пытающихся достичь максимальных выигрышей и минимальных потерь за счет применения соответствующих стратегий в игре с соперником (или природой). Следовательно, теория игр рассматривает системы, включающие антагонистические силы.

Теория решений. Эта математическая теория изучает условия выбора между альтернативными возможностями.

Теория очередей. Рассматривает оптимизацию обслуживания при массовых запросах.

Несмотря на неоднородность и явную неполноту проведенного рассмотрения, отсутствие достаточной четкости в различении моделей (например, моделей открытой системы, цепи обратной связи) и математических формализмов (например, формализмов теорий множеств, графов, игр), такое перечисление позволяет показать, что существует целый ряд подходов к исследованию систем, а некоторые из них обладают мощными математическими методами. Проведение системных исследований означает прогресс в анализе проблем, которые ранее не изучались, считались выходящими за пределы науки или чисто философскими.

Хорошо известно, что проблема соответствия между моделью и реальностью чрезвычайно сложна. Нередко мы располагаем тщательно разработанными математическими моделями, но остается неясным, как можно применять их в конкретном случае. Для многих фундаментальных проблем вообще отсутствуют подходящие математические средства. Чрезмерные ожидания привели в последнее время к разочарованию. Так, кибернетика продемонстрировала свое влияние не только в технике, но и в фундаментальных науках; построила модели ряда конкретных явлений, показала научную правомерность телеологического объяснения и т.д. Тем не менее кибернетика не создала нового широкого «мировоззрения», оставаясь скорее расширением, чем заменой механистической концепции. Теория информации, математические основы которой детально разработаны, не смогла построить интересных приложений в психологии и социологии. Большие надежды возлагались на применение теории игр к вопросам войны и политики, но едва ли можно считать, что она улучшила политические решения и положение дел в мире. Эту неудачу можно было ожидать, учитывая, как мало существующие державы походят на «рациональных» игроков теории игр. Понятия и модели равновесия, гомеостазиса, регулирования приложимы для описания процессов функционирования систем, но они неадекватны для анализа явлений измерения, дифференциации, эволюции, уменьшения энтропии, творчества и т.д. Это осознавал Кэннон, когда допускал кроме гомеостазиса еще и гетеростазис, характеризующий такие явления. Теория открытых систем широко применяется для описания явлений биологии (и техники), но необходимо предостеречь против неосмотрительного распространения ее на те области, для которых она не предназначена. Вполне очевидно, что отмеченные ограниченности системных научных подходов, существующих едва ли больше двадцати-тридцати лет, совершенно естественны. В конечном счете разочарование, о котором мы только что говорили, объясняется применением моделей, полезных в определенных аспектах, к проблемам метафизического и философского порядка.

Несмотря на то что математические модели обладают важными достоинствами -- четкостью, возможностью строгой дедукции, проверяемостью и т.д., -- не следует отказываться от использования моделей, сформулированных в обычном языке.

Вербальная модель лучше, чем отсутствие модели вообще или математическая модель, которая при насильственном насаждении фальсифицирует реальность. Многие теории, получившие огромное влияние в науке, являются нематематическими по своему характеру (например, психоаналитическая теория), а в других случаях лежащие и их основе математические конструкции осознаются позднее и охватывают лишь отдельные аспекты соответствующих эмпирических данных (как в теории отбора).

Математика, по сути дела, сводится к установлению (алгоритмов, которые более точны, чем алгоритмы обычного языка. История науки свидетельствует о том, что описание проблем на обычном языке часто предшествует их математической формулировке, т.е. отысканию алгоритма. Приведем несколько хорошо известных примеров: знаки, используемые для обозначения чисел и счета, эволюционировали от слов естественного языка к римским цифрам (полувербальным, несовершенным, полуалгебраическим) и далее -- к арабской численной символике, в которой важное значение имеет положение знака; уравнения первоначально формулировались в словесной форме, затем -- с использованием примитивного символизма, который мастерски применял Диофант и другие основатели алгебры, и, наконец, в современном символизме; для многих теорий, например для теории Дарвина, математические основы определяются значительно позднее, чем создаются. Вероятно, лучше иметь сначала какую-то нематематическую модель со всеми ее недостатками, но охватывающую некоторый не замеченный ранее аспект исследуемой реальности и позволяющую надеяться на последующую разработку соответствующего алгоритма, чем начинать со скороспелых математических моделей.

Таким образом, модели, выраженные в обычном языке, оставляют себе место в теории систем. Идея системы сохраняет значение даже там, где ее нельзя сформулировать математически или где она остается скорее направляющей идеей, чем математической конструкцией. Например, у нас может не быть удовлетворительных системных понятий для социологии; однако само понимание того, что социальные сущности являются системами, а не суммами социальных атомов, или того, что история имеет дело с системами {хотя бы и плохо определенными), называемыми цивилизациями, которые подчиняются общим для систем принципам, подразумевает важную переориентацию в рассматриваемых научных областях.

Как мы видели ранее, в рамках системного подхода существуют и механистические, и организмические тенденции и модели, пытающиеся познать системы либо с помощью таких понятий, как «анализ», «линейная (включая круговую) причинность», «автомат» и т.д., либо при помощи понятий «целостность», «взаимодействие», «динамика» и им подобных. Эти два типа моделей не исключают друг друга и даже могут использоваться для описания одних и тех же явлений.

Итак, подводя итоги, ОТС у Л. Берталанфи выступает в двух смыслах. В широком -- как основополагающая, фундаментальная наука, охватывающая всю совокупность проблем, связанных с исследованием и конструировани¬ем систем. В теоретическую часть включаются 12 направлений, приведенных выше. В узком смысле -- ОТС, стремящаяся вывести из общего определения системы как комплекса взаимодействующих элементов понятия, относящиеся к организованным целым (взаимодействие, сумма, централизация, финальность и т.д.), и применяющая их к анализу конкретных явлений. Прикладная область общей теории систем включает, согласно Берталанфи: 1) системотехнику; 2) исследование операций; 3) инженерную психологию (схема 1.1).

Системные исследования -- вся совокупность научных и технических проблем, которые при всей их специфике и разнообразии сходны в понимании и рассмотрении исследуемых ими объектов как систем, т. е. множества взаимосвязанных элементов, выступающих в виде единого целого.

Соответственно этому системный подход -- эксплицитное (разъяснительное) выражение процедур представления объектов как систем и способов их описания, объяснения, предвидения, конструирования и т. д.

Общая теория систем, таким образом, выступает в этом случае как обширный комплекс научных дисциплин. Следует, однако, отметить, что при таком истолковании в известной мере теряется определенность задач теории систем и ее содержания. Строго научной концепцией (с соответствующим аппаратом, средствами и т.д.) можно считать лишь общую теорию систем в узком смысле. Что же касается общей теории систем в широком смысле, то она или совпадает с общей теорией систем в узком смысле (один аппарат, одни исследовательские средства и т.д.), или представляет собой действительное расширение и обобщение общей теории систем в узком смысле и аналогичных дисциплин, однако тогда встает вопрос о развернутом представлении ее средств, методов, аппарата и т.д. Без ответа на этот вопрос общая теория систем в широком смысле фактически остается лишь некоторым проектом (пусть даже очень заманчивым) и вряд ли может быть развита в строгую научную теорию.

1. Кибернетика -- базируется на принципе обратной связи и круговых причинных целях и исследует механизмы целенаправленного и самокотролируемого поведения; теория систем управления 1. Системотехника -- направление в кибернетике, изучающее вопросы планирования, проектирования и поведения сложных систем различного назначения (АСУ, человеко-машинные комплексы и др.), при котором составляющие системы рассматриваются во взаимодействии, несмотря на их разнородность. Основным методом системотехники является системный анализ. Центральное техническое звено комплекса -- ЭВМ, человеческое звено -- оператор. Системотехника играет важную роль в развитии инженерной психологии, так как для проектирования комплексов необходимо учитывать характеристики человека

2.Теория информации, вводящая понятие количества информации и развивающая принципы передачи информации

3. Теория игр -- рассматривает поведение игроков, пытающихся достичь максимального выигрыша и минимальных потерь за счет применения соответствующих стратегий в игре с соперником

4. Теория решений -- математический теория, изучающая условия выбора между альтернативными возможностями 2. Исследование операций изучает прикладное направление кибернетики, использующее математические методы для обоснования решения во всех областях человеческой деятельности

5. Топология, включающая теорию сетей и теорию графов

6. Факториальный анализ

3. Инженерная психология -- отрасль психологии, исследующая процессы и средства информационного взаимодействия между человеком и машиной. Инженерная психология возникла в условиях научно-технической революции, преобразовавшей психологическую структуру производственного труда, важнейшими составляющими которого стали восприятие и переработка оперативной информации, принятие решений в условиях ограниченного времени

7. ОТС в узком смысле, которая стремится вывести из общего определения системы как комплекса взаимодействующих элементов, понятий, относящихся к организованным целым (взаимодействие, сумма, финальность, централизация и т.д.) и применение их к анализу конкретных явлений

Системное движение по своим задачам действительно призвано выработать новое -- в противовес механистическому -- видение мира, разработать принципы нового направления научных и технических исследований. И как таковое оно, несомненно, должно включать в себя совокупность принципиально различных по своему типу разработок -- философских, логико-методологических, математических, модельных, эмпирических и т.д. Иначе говоря, само системное движение представляет собой сложнейшую систему, иерархические связи между подсистемами которой, как, впрочем, и специфика ее многих подсистем, для нас пока еще во многом не ясны. Отсюда следует, во-первых, что отдельные системные подходы (по Берталанфи) действительно могут создаваться на основе не во всем системных и даже совсем не системных разработок и, во-вторых, что решение задачи четкого осознания различия и многообразия системных проблем, выделения основных сфер системных исследований становится в настоящее время важнейшим условием успешной разработки системного подхода. Рождение понятия «система» (2500 -- 2000 гг. до н. э.) Слово «система» появилось в Древней Элладе и означало сочетание, организм, организация, союз. Выражало и некоторые акты деятельности (нечто, поставленное вместе, приведенное в порядок). Связано с формами социально-исторического бытия Тезисы Демокрита (460 -- 370гг. до н. э.), Аристотеля (384 --322 гг. до н. э).

Перенос значения слова с одного объекта на другой совершается поэтапно. Метафоризация (перенос скрытое уподобление, метафораобразное сближение слов на базе их переносного значения, например: «свинцовая туча») была начата греческим философом Демокритом. Он уподобил образование сложных тел из атомов с образованием слов из слогов. Аристотель трансформировал метафору в философской системе. Важно, что именно в античной философии был сформулирован тезис -- целое больше суммы его частей (Философский словарь М.: Политиздат, 1980. С. 329)

Концепции эпохи Возрождения

Трактовка бытия как космоса сменяется на систему мира как независимое от человека, обладающее определенной организацией, иерархией, структурой Бытие становится не только предметом философского размышления (для постижения целостности), но и специально-научного анализа (каждая дисциплина вычленяет определенную область)

Идеи Н. Коперника (1473 -- 1543)

Новая трактовка системности -- в создании гелиоцентрической картины мира. Земля, как и другие планеты, обращается вокруг Солнца.

Идеи Г. Галилея (1564 -- 1642) И. Ньютона (1642 1727)

Галилей и Ньютон преодолели телеологизм (учение о конечных причинах) Николая Коперника в его астрономии, выработали определенную концептуальную систему с категориями -- вещь и свойства, целое и часть... Вещь трактовалась как сумма отдельных свойств (забыли тезис античности???). Отношение выражало воздействие некоего предмета на другой, первый из которых являлся причиной, а второй -- следствием. Очень важно: на первый план выдвигался каузальный, а не телеологический способ объяснения

Немецкая классическая философия Глубокая и основательная разработка идеи системной организации научного знания. Структура научного знания стала предметом специального философского анализа Идеи И. Ламберта (1728 -- 1777) Всякая наука, как и ее часть, предстает как система, трактуемая как целое!

Идеи И. Канта (1724 -- 1804).

Кант не только осознал системный характер научного знания, но и превратил эту проблему в методологическую, выявив процедуры системного конструирования знания. Однако он считал, что принципы образования систем являются характеристиками лишь формы, а не содержания знания

Идеи И. Фихте (1762 --1814)

Фихте поправил И. Канта, считая, что научное знание есть системное целое. Однако он ограничил системность знания систематичностью его формы. Это привело к отождествлению системности научного знания и его систематического изложения, т. е. внимание обращалось не на научное исследование, а на изложение знания

Идеи Г. Гегеля (1770 --1831)

Гегель исходил из единства содержания и формы знания, тождества мысли и действительности. Трактовал становление системы в соответствии с принципом восхождения от абстрактного к конкретному. Но отождествляя метод и систему, телеологически истолковывая историю знания, он не смог предложить методологические средства для формирования системных образований

Теоретическое естествознание XIX --XX вв.

Различение объекта и предмера познания, повышение роли моделей в познании, фиксация наличия особых интегративных характеристик, исследование системообразующих принципов (порождение свойств целого из элементов и свойств элементов из целого), возможность предсказания!!!

Марксизм

Человек в процессе производства может действовать лишь так, как действует сама природа. Теоретики марксизма выдвинули принципы анализа системности научного знания: историзм, единство содержания и формы, трактовка системности как открытой системы

Идеи А.А. Богданова (1873 --1928)

Богданов выразил многие важные идеи кибернетики, сформулированные Н. Виннером и У. Эшби, значительно раньше, хотя и в иной форме. Предвосхитил ОТС Л. Берталанфи в работе по тектологии (от гр. «строитель»). Основная идея -- признание необходимости подхода к любому явлению со стороны его организованности (системности -- других авторов). Под организованностью он понимает свойство целого быть больше суммы своих частей. Чем больше целое разнится от суммы, тем более оно организованно!!!

Идеи Л. Берталанфи (1901 -- 1972)

Берталанфи первым из западных ученых разработал концепцию организма как открытой системы и сформулировал программу построения ОТС. Проводил мысль о неразрывности естественнонаучного [биологического) и философского (методологического).

Сначала создал теорию открытых систем, граничащую с современной физикой, химией и биологией. Классическая термодинамика исследовала лишь закрытые системы. Организм представляет собой открытую систему, остающуюся постоянной при непрерывном изменении входящих в него веществ и энергии (так называемое состояние подвижного равновесия). Позже он обобщил идеи ТОС и выдвинул программу построения ОТС, являющейся всеобщей теорией организации. Проблемы организации, целостности, динамического взаимодействия были чужды классической физике. Он пришел к концепции синтеза наук, которую в противоположность «редукционизму», т.е. сведению всех наук к физике, он называет «перспективизмом». ОТС освобождает ученых от массового дублирования работ, экономя астрономические суммы денег и времени. Его недостатки: неполное определение «системы», отсутствие особенностей саморазвивающихся систем, теоретические исследования не всех видов «связи» и пр. Но главный недостаток: утверждение автора, что ОТС выполняет роль философии современной науки. Но это не так, ибо для философского учения с методах исследования необходимы совершение иные (новые) исходные понятия и иная направленность анализа: абстрактное и конкретное, специфически мысленное знание, связь знаний ОТС.

Концепции современности Идеи СП нашли свое отражение в работах следующих авторов: Р. Акоффа, В. Афанасьева, С. Вира, И. Блауберга, Д. Бурчфилда, Д. Гвишиани, Г. Гуда, Д. Диксона, А. Зиновьева, Э. Квейда, В. Кинга, Д. Клиланда, В. Кузьмина, О. Ланге, В. Лекторского, В. Лефевра, Е. Липатова, Р. Макола, А. Малиновского, М. Месаровича, Б. Мильнера, Н. Овчинникова, С. Оптнера, Г. Поварова, Б. Радвига, А. Рапопорта, В. Розина, В. Садовского, М. Сетрова, В. Топорова, А. Уемова, Б. Флейшмана, Ч. Хитча, А. Холла, Б. Юдина, Ю. Черняка, Г. Щедровицкого, У. Эшби, Э. Юдина

Особый интерес представляет собой история развития системного подхода в технике.

Начиная с 20-х годов нашего века (и по сегодняшний день) появляются попытки построить социально-научные концепции в разных дисциплинах.

В биологии была создана организмическая концепция, провозгласившая, что интегративные (целостные) характеристики не могут быть выведены из элементаризма, с крайней формой классического механистического атомизма. Здесь одним из главных тезисов системного подхода стал лозунг: в живом организме надо рассматривать не только множество связей, но и многообразие типов связей. Причинно-следственные связи перестали быть единственным видом связей, признаваемых наукой. Приобрели «права гражданства» функциональные, корреляционные, связи развития и др.

В психологии возникла новая концепция -- гештальтпсихология, в основе которой лежит тезис: в психологических процессах важнейшую роль играют структурированные целые (гештальты).

В социологии можно выделить два основных подхода к исследованию общества. Это структурно-функциональный анализ, который исследует особенности развитого общества, определяющую роль способа производства по отношению к другим сторонам общественной жизни, противоречия между материальными и духовными явлениями жизни, специфические особенности и сложность выражения экономических отношений через взаимодействие политических, правовых, семейных, эмоциональных и других отношений, существующих в обществе.

Другой подход к исследованию социальных явлений -- это генетический анализ. Его задачи -- понимание общества как развивающегося целого, выделение качественных особенностей каждой ступени его развития. В конечном счете эти два способа исследования взаимно дополняют друг друга, позволяя понять общество как единое целое.

В технике выдвинуты общие проблемы синтеза многих различных факторов и подходов при конструировании сложных технических систем (ТС). Это проблемы «человек-машина», инженерной психологии, исследования операций и пр. Сама деятельность разработки ТС начинает выступать как сложная проблема, требующая специальных средств управления. Иными словами, развитие техники приводит к системной организованности самой деятельности, т.е. к требованию строгой взаимосвязи усилий и методов инженера и психолога, математика и врача, физика и экономиста.

Анализ исторического материала показывает, что стихийное становление системного подхода связано с техникой. В стихийном, неосознанном виде идея системности техники выражена уже в работах античных авторов, которые имели дело с относительно простыми механизмами. В качестве источника при рассмотрении этого периода в развитии техники используется трактат Марка Витрувия «Об архитектуре», который историки античности называют «энциклопедией техники античного периода». В описании конструкций механизмов у Витрувия достаточно полно раскрывается системный характер техники. Характеризуя функцию механизма, Витрувий далее рассматривает то, как связана функция объекта с тем определенным множеством взаимодействующих элементов, которое определяет эту функцию. Здесь Витрувий переходит уже к описанию структуры механизма. Причем важно отметить, что фиксируется не просто вообще взаимодействие элементов механизма, а упорядоченное расположение одних элементов относительно других.

В начале нашего века российский инженер П.К. Энгельмейер высказал мысль, которую, несколько перефразировав, можно передать так: в отношении к техническим изобретениям в интеллигентной публике замечается странность -- принято восторгаться этими изобретениями, но в них не принято видеть деятельности, имеющей право быть поставленной рядом с деятельностью естествоиспытателя. В этом высказывании четко выражено исторически сложившееся отношение к технической деятельности. Очевидно, такое отношение возникает в связи тем, что в процессе развития познания центр внимания сосредоточивается на изучении естественнонаучной деятельности.

Что же касается технической деятельности, то ученые, как правило, признавая важность тех или иных технических изобретений, не видели в этой деятельности предмета, достойного социального изучения. Этот факт нашел свое закрепление и в философии. Здесь уместно будет напомнить мысль В. И. Ленина, высказанную им в «Философских тетрадях»: «Продолжение дела Гегеля и Маркса должно состоять в диалектической обработке истории человеческой мысли, науки и техники» (Ленин В. И. Полн. собр. соч. Т. 29. С. 131).

Итак, с эпохи античности продолжалось стихийное, неосознанное использование элементов системности, и то лишь в отдельных отраслях познания. Это составило первый этап исторического развития системного подхода.

Однако с середины XX века при появлении сложных и больших технических систем потребовалось специальное теоретическое обоснование методологического характера. Резко возросли комплексность и сложность проблем, некоторые из них стали глобальными (например, связь с помощью спутников). Усилилась зависимость между отдельными вопросами, которые раньше казались несвязанными. Актуальность решения проблем значительно возросла. Затраты на реализацию того или иного решения стали достигать многих десятков, сотен миллионов и даже миллиардов долларов, а риск неудачи становился все ощутимее. Потребовался учет все большего числа взаимосвязанных обстоятельств, а времени на решение становилось все меньше. Особенно это касалось разработки новой военной техники. Если раньше относительные затраты на вооружение были невелики, возможностей для выбора было мало, то фактически использовался принцип: «Ничего, кроме самого лучшего». Но с началом атомного века расходы на создание оружия возросли во много раз, и этот подход стал неприемлемым. Его постепенно заменял другой: «Только то, что необходимо, и за минимальную стоимость». Однако для реализации нового принципа нужно было уметь находить, оценивать и сравнивать альтернативы оружия. Потребовались методы, которые бы позволили анализировать сложные проблемы как целое, обеспечивали рассмотрение многих альтернатив, каждая из которых описывалась большим числом переменных, обеспечивали полноту каждой альтернативы, помогали вносить измеримость, давали возможность отражать объективные и субъективные неопределенности. Получившаяся в результате развития и обобщения широкая и универсальная методология решения проблем была названа ее авторами «системный анализ». Новая методология, созданная для решения военных проблем, была прежде всего использована в этой области.

Разработка и широкое применение системного анализа -- заслуга знаменитой фирмы «РЭНД корпорейшн», киданной в 1947 г. Специалисты этой мощной корпорации выполнили ряд основополагающих исследований и разработок по СА, ориентированных на решение слабоструктурированных (смешанных) проблем Министерства обороны США. В 1948 г. Министерством ВВС была организована группа оценки систем оружия, а два года спусти -- отдел анализа стоимости вооружения. Начавшееся в 1952 г. создание сверхзвукового бомбардировщика В-58 было первой разработкой, поставленной как система. Все это требовало выпуска монографической и учебной литературы. Первая книга по СА, не переведенная у нас, вышла и 1956 г. Ее издала РЭНД (авторы А. Кан и С. Манн). Через год появилась «Системотехника» Г. Гуда и Р. Макола» (издана у нас в 1962 г.), где изложена общая методика проектирования сложных технических систем. Методология СА была детально разработана и представлена в вышедшей в I960 г. книге Ч. Хитча и Р. Маккина «Военная экономика в ядерный век» (издана у нас в 1964 г.). В ней также приводится приложение к методам количественного сравнения альтернатив для решения проблем вооружения. В 1962 г. выходит один из самых лучших учебников по системотехнике (А. Холл «Опыт методологии для системотехники», переведенная у нас в 1975 г.), носящий не справочный или прикладной характер, а представляющий теоретическую разработку проблем системотехники. В 1965 г. появилась весьма обстоятельная книга Э. Квейда «Анализ сложных систем для решения военных проблем» (переведена в 1969 г.). В ней представлены основы новой научной дисциплины -- анализа систем,-- направленной на обоснование методов оптимального выбора при решении сложных проблем в условиях высокой неопределенности. Эта книга является переработанным изложением курса лекций по анализу систем, прочитанных работниками корпорации РЭНД для руководящих специалистов Министерства обороны и промышленности США. В 1965 г. вышла книга С. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем» (переведена в 1969 г.). Написанная лаконично, но насыщенная большим количеством новых идей, она дает полное и ясное представление о СА с характеристикой проблем делового мира, сущности систем и методологии решения проблем. Книга явилась одной из первых изданных у нас работ, освещающих состояние этой области в США.

Очень скоро выяснилось, что проблемы гражданские, проблемы фирм, маркетинга, аудита и прочие не только допускают, но и требуют обязательного применения этой методологии. Системный подход довольно быстро превратился в важный метод познания, в отличие от специальных приемов, характерных для разработки техники XVI -- XIX вв. Это составило второй этап исторического развития системного подхода в технике.

Если при стихийном использовании системного подхода было главной целью изучение конечных результатов, то для второго этапа характерно переключение внимания на начальные стадии, связанные с выбором и обоснованием целей, их полезности, условий осуществления, связей с предыдущими процессами. Это потребовало знаний о структуре и функциях ТС, что повысило роль теоретических знаний. Если теоретическая деятельность первого этапа была направлена на описание и классификацию изучаемых объектов, то главными моментами второго этапа стали выявление механизмов функционирования ТС, а также знание условий, нарушающих их нормальную деятельность.

Механизм функционирования включает исследование функций системы, определение связей функции со множеством взаимодействующих элементов, рассмотрение структуры ТС не как отношение (взаимосвязь, взаимодействие), а как определенным образом упорядоченное расположение одних элементов ТС относительно других (отношения между отношениями). Знание структуры и функций ТС является важным, но не достаточным условием для эффективного решения современных проблем. Надо обязательно соотнести цели субъекта с целями системы и выяснить, как скажется их реализация на функционировании ТС.

(Современное развитие системного подхода идет в трех направлениях:

1) системологии как теории ТС;

2) системотехники как практики;

3) системного анализа как методологии.

Сначала системный анализ базировался главным образом на применении сложных математических приемов. Спустя некоторое время ученые пришли к выводу, что математика неэффективна при анализе широких проблем со множеством неопределенностей, которые характерны дли исследования и разработки техники как единого целого. Поэтому стала вырабатываться концепция такого системного анализа, в котором упор делается преимущественно на разработку новых диалектических принципов научного мышления, логического анализа ТС с учетом их взаимосвязей и противоречивых тенденций. При таком подходе на первый план выдвигаются уже не математические методы, а сама логика системного анализа, упорядочение процедуры принятия решений. И видимо, не случайно, что в последнее время под системным подходом зачастую понимается некоторая совокупность системных принципов.

Предложенные варианты общесистемных концепций строятся на различных предпосылках и отличаются разнообразием используемых средств. Именно факт выдвижения этих концепций превратил системный подход в научную реальность. И этому не препятствует отсутствие единой общепринятой теории систем.

Этапы развития СП в технике

Элемент характеристики этапа Стихийный этап

Сознательный этап

Определение

Стихийное, неосознанное использование элементов СП в отдельных отраслях познания Специальная теоретико-методологическая разработка основ в настоящее время.

Период зарождения.

Уже в работах античных авторов (греков и римлян) высказаны идеи системности -- на огромном эмпирическом материале без философской рефлексии. С середины XX в. при появлении больших технических систем потребовалось специальное теоретическое обоснование методологического характера

Сущность Специальный прием в технике Важный метод познания.

Обоснование нового подхода.

Когда специальный прием пытались применить к БТС, конструкторы столкнулись с непредвиденными трудностями. При соединении элементов БТС из-за обнаруженных при этом несоответствий приходилось либо переконструировать их, либо вводить новые соединительные элементы, по габаритным размерам и массе больше соединяемых. Возникла необходимость в новой идее и в новом методе (Г. Гуд и Р. Макол)

Развитие.

Началось применение с военной техники (по Хитчу и Квейду), но скоро выяснилась его необходимость для любого управления -- государственными, научными, экономическими, политическими органами. Особенно отчетливо это проявилось при решении ключевого вопроса обороны -- выбора основных систем оружия.

Традиционные методы управляемого мышления, основанные на военном опыте ориентировали на разработку отдельных операций и постановки частных задач для каждого вида вооруженных сил (свои интересы, свои частные программы).

Новый методологический подход -- не установление потребностей тоге или иного вида вооруженных сил, а решение -- что необходимо иметь всем ВС в целом для выполнения их функций

Цель.

Изучение конечных результатов в практической деятельности.

Переключение внимания на начальные стадии, связанные с выбором и обоснованием целей, их полезности, условий их осуществления, их связей с предыдущими процессами Это требует знаний о структуре и функциях ТС, что обуславливает возрастание роли теоретических знаний.

Задачи.

Теоретическая деятельность направлена на описание и классификацию изучаемых объектов.

Теоретическая деятельность направлена на выявление механизмов функционирования ТС, а также знания условий нарушающих и нормальную деятельность. Требует переход к такому типу деятельности, при котором цели НТД будут увязаны с целями природной и социальной систем

Механизм Функционирования ТС.

Исследование функций ТС:

связь функций со множеством взаимодействующих элементов;

рассмотрение структуры ТС не как отношение (взаимосвязь взаимодействие), а как определенным образом упорядоченное расположение одних элементов ТС относительно других (отношение между отношениями); знание структуры и функций ТС -- важное, но недостаточное условие для эффективного решения современных проблем;

надо соотнести цели субъекта с целям ТС и выяснить, как скажется их реализация на функционировании ТС

Направления современного развития СП

Системология -- теория БТС.

Системотехника -- практика.

Системный анализ -- методология Человек-производство-управление:

Психологический словарь-справочник руководителя Под ред. А.А. Крылова и В.П. Сочивко. Л.: Лениздат, 1982

1.2 Современный этап научно-технической революции (НТР)

Сущность НТР -- прочная и организованная связь науки, техники и производства, в ее основе лежит коренной переворот в производительных силах на базе современной науки, она отражает цели и возможности социально-экономического строя, в котором существует.

Очерки методологии исследования.

Общественное развитие и НТР Под ред. И.И. Леймана

Машинное производство (конец XVII в.) положило начало превращению науки в непосредственную производительную силу и тем самым открыло огромные возможности для технологического применения достижений науки. Между человеком и природой оказывается не единичное орудие труда, как было прежде, а промышленный процесс в виде системы машин, который совершенствуется на основе знания законов физики и химии. С этого времени человечество встало на путь научно-технического прогресса (НТП), при котором изменения в отдельных элементах средств производства стали зависеть прежде всего не от опыта работника или эмпирических знаний изобретателя, а от уровня теоретического мышления, воплощенного в естественных науках.

В XIX в. наука не только ориентируется на решение задач, выдвигаемых производством, но и сама ставит проблемы, получающие в дальнейшем свое технико-производственное разрешение.

НТП направлен прежде всего на развитие производственных сил общества. К середине XX в. намечается принципиально новый этап НТП -- НТР, явившийся закономерным шагом человеческой истории и носящий глобальный характер. Это означает, что революционные изменения охватили все разделы науки, техники и производства, что НТР повлияла на все стороны общественной жизни, затронула, хотя и в неодинаковой мере, все регионы планеты и все социальные системы.

НТР порождена поисками новых путей разрешения противоречий в различных областях, в наибольшей степени в развитии производительных сил. Конфликт назрел в середине нашего века во многих высокоразвитых странах, однако традиционные средства выхода из него оказались малоэффективными. Качественно новые средства дала только НТР.

1.2.1 НТР как система

Познанию сущности НТР, что является основной задачей теоретического мышления, предшествовало описание этого еще мало изученного феномена путем сравнении, сопоставления и отбора фактов, их упорядочивания и систематизации. Этот план познания позволил выявить существенные признаки НТР, характеризующие ее природу. К ним относятся: а) слияние научной революции с технической при опережающем развитии науки; б) превращение науки в непосредственную производительную силу; в) органическое объединение элементов производственного процесса в единой автоматизированной система; г) тенденция к замене непосредственной деятельности, труда человека функционированием «овеществленного знания во всех звеньях непосредственного производственного процесса; д) формирование нового типа работника; е) переход от экстенсивного к интенсивному развитию производства (Ф. Кутта. Человек -- труд -- техника. М.: Прогресс, 1970).

Литература 50-х -- начала 60-х гг. отражала НТР позиций в какой-то степени обыденного сознания, фиксировала внешние ее проявления. С такой точки зрения НТР выступает всеохватывающим, универсальным феноменом. Действительно, современного человека во всех формах его жизнедеятельности окружают события и явления, порожденные НТР: новые ткани, продукты бытовой химии, телевидение, новые лекарственные препараты, бытовая техника, техника транспорта, связи, торговли, производственная техника и т.п. Эти многочисленные проявления НТР и отождествлялись с ее сущностью. Лишь постепенно исследователи подошли к мысли о том, что за внешними поверхностными событиями лежит коренной переворот во всей структуре производительных сил. И наконец, было показано, что в основе этого переворота находится новая глубинная, внутренняя связь науки, техники и производства как особой системы, сложившейся именно в нашу эпоху.

Это позволило подойти к раскрытию сущности научно-технической революции. Как известно, под сущностью в материалистической диалектике понимается единство внутренних необходимых сторон и зависимостей, которое в то же время содержит единство противоположностей как источник развития. Последний момент Ленин особенно подчеркивал. «В собственном смысле,-- писал он,-- диалектика есть изучение противоречия в самой сущности предметов» (Ленин В. И. Полн. собр. соч. Т. 29. С. 227). Сущность имеет многоуровневый характер и выражает) сложное иерархическое строение действительности. Вот почему и ее познание есть бесконечное углубление «от явления к сущности, от сущности первого, так сказать, порядка, к сущности второго порядка и т.д. без конца» (там же).

Сегодня можно говорить о двух уровнях сущности научно-технической революции, что выражает степень проникновения в столь объективно сложное системное явление. Первый уровень связан с определением НТР как коренного переворота в производительных силах общества, совершаемого при определяющей роли науки. Качественные изменения в них имели множество различных проявлений, и прежде всего в создании принципиально новых средств производства.

В 1960-е г. революция в производительных силах отождествлялась с «конечной сущностью» НТР, что позволяло на начальных этапах научного исследования объяснить многие социальные процессы и явления. Однако в дальнейшем сама эта «конечная сущность» оказалась производной от сущности более глубокого порядка -- сущности второго уровня, которая включила первую в виде необходимого, но составного элемента. Такой системой и стало единство науки, техники и производства. Взаимосвязи данных элементов зародились давно и достаточно четко проявились уже в XIX в. Это дало возможности К. Марксу заявить о том, что наука в эпоху фабричного производства превращается в «непосредственную производительную силу» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 46. Ч. II. С. 215).

Непостоянные, случайные в прошлом связи становятся органическими, организованными, структурно закрепленными, т.е. системными, только в эпоху НТР и обуславливают эту эпоху. Возникновение такой системы есть наиболее общий качественный результат научно-технической революции, по мере развития элементов и связей этой системы развивается и НТР. Содержание науки, техники и производства, а также структурные связи между ними несут разное наполнение и направленность в зависимости от социальной структуры и целей общества, в котором функционирует НТР, от возможности планово влиять на изменение элементов НТР и организацию отношений между ними, от степени управляемости этими процессами.

Как система НТР должна отвечать ряду условий, присущих любой системе. Во-первых, любая система существует во времени и пространстве и находится в движении. Если мы рассматриваем НТР только во времени и пространстве, но вне развития, то можно говорить только о потенциях, поскольку все ее качества могут проявляться в развитии и функционировании. Во-вторых, число объектов, или элементов, любой системы, автономных в организационном отношении и зависимых друг от друга в функциональном, конечно. Таких элементов в НТР как системе три: наука, техника, производство. В-третьих, для каждой системы характерно наличие единого основания классификации ее элементов.

В НТР таким основанием является деятельность общества, которая проявляется в различных видах -- научном, научно-техническом и материально-производственном. В-четвертых, система обладает единством. НТР -- это целостный комплекс организационно и функционально связанных элементов. В-пятых, система находится в единстве со средой. НТР, ее темпы развития, цели, характер последствий и многое другое зависят от социальной среды, в которой она развивается и функционирует.

В то же время анализ системы наука -- техника -- производство неполон без учета ее социальных последствий. Только в этом случае будут соблюдаться важнейшие методологические принципы всесторонности и конкретности. Всесторонность подхода подразумевает учет различных условий, при которых возможны формирование и функционирование НТР и с которыми связаны ее социальные последствия, т.е. изменения всех сторон жизни современного общества -- образования, культуры, образа жизни, психологии людей, взаимоотношения между природой и обществом.

В свою очередь, и общество воздействует на НТР -- нарастание процессов НТР в значительной мере зависит от условий и характера социально-экономического строя, в котором протекают революционные преобразования в науке, технике и производстве.

Один из важнейших моментов социальных последствий НТР относится к преобразованию личности. Происходит оно в двух различных плоскостях: во-первых, изменение личностного элемента внутри научной, научно-технической или производственной деятельности; во-вторых, развитие человека во внепроизводственной сфере через создание новой жизненной среды.

Система наука ? техника ? производство как глубинная сущность НТР, или сущность второго уровня, является до некоторой степени условно абстрактной и требует поэтому дополнения ее элементами, в которых отражены социальные последствия НТР. Ими являются общество и человек.

Таким образом, в широком плане НТР можно представить как систему наука -- техника -- производство -- общество -- человек.

1.2.2 Особенности современной науки

Еще раз повторим, что важнейшей особенностью нашей эпохи является НТР, представляющая собой высший этап НТП, качественный скачок от одного состояния науки к другому. Она предполагает коренную ломку представлений и методов в естественных и технических науках, открытие новых фундаментальных закономерностей объективного мира и обусловливает этим количественные и качественные изменения на всех этапах разработки современной техники.

Наглядными примерами этого революционного процесса являются бурное появление новых отраслей знания, новых научных дисциплин, возникающих на стыках старых, появление комплексных «гибридных» наук, создание новых наук на основе многосторонних связей между старыми науками, рождение принципиально новых методов и принципов исследования, дающих плодотворные результаты. Такими новыми «синтетическими» дисциплинами являются физическая химия, астроботаника, биохимия, бионика (биологическая кибернетика), химическая физика, инженерная биология, химотроника и многие другие.

Синтез различных наук оказался в высшей степени плодотворным. Есть основания считать, что данная тенденция становится важнейшей, ибо наиболее крупные открытия нашего времени сделаны на стыке различных наук, где родились новые научные дисциплины и направления.

Все эти новообразования -- результат совместного действия двух внешне противоположных процессов: дифференциации, специализации (т.е. разделения) и интеграции, взаимосвязи (т.е. объединения) наук, процессов, которые столь характерны для НТР.

Дифференциация наук сочетается со все более усиливающимся процессом их интеграции, синтезом научных знаний, комплексным подходом, переносом методов и принципов исследования из одной области в другую, взаимопроникновением методов.

Интеграция приводит к выводу, что многие проблемы могут получить правильное научное освещение только в том случае, если они будут опираться на различные науки -- общественные, естественные и технические. Чтобы действительно глубоко исследовать какие-то процессы, необходимы синтез, интеграция выводов частных наук и результатов исследования различных специалистов -- инженеров, социологов, философов, экономистов, психологов и др. В этих условиях особенно важно понимание философского смысла общности коренных гносеологических и логических устоев всего многообразия данных наук.

Дифференциация и интеграция в развитии науки, ее глубина и широта первая особенность современного научного познания.

Вторая, не менее важная особенность, заключается в приобретении современными науками все большей строгости и точности.

Известно, что научный процесс неразрывно связан с использованием математики. Все новые и новые подтверждения находит вывод В.И. Ленина о том, что «единство природы обнаруживается в поразительной аналогичности дифференциальных уравнений, относящихся к разным областям явлений» (Ленин В.И. Полн. собр. соч. Т. 18. С. 306).

Человечество уже накопило немалые знания закономерностей развития природы и общества. Эти знания накапливались в основном за счет открытий отдельных ученых. Познание шло от изучения довольно простых, видимых явлений к исследованию их сущности и глубинных процессов. Причем к настоящему времени почти все отрасли знаний исчерпали возможности фиксации явлений как таковых (Феодоритов В.Я. Технический прогресс и эффективность производства. Л.: Знание, 1974): везде произошел переход на осмысливание закономерностей не только самих явлений, но и их механизмов, конечно, с использованием математики.

Проникновение математики в различные области знаний В.И. Ленин связывал с совершенствованием методологии количественных исследований, которые являются логическим развитием качественных оценок. Однако количественный анализ недопустимо абсолютизировать, нельзя выходить за рамки целесообразного. Вычисления сами по себе, в том числе и с помощью самых современных ЭВМ, грозят выродиться в игру цифр. Более того, привычка к вычислению может даже отучить мыслить. В потоке бесконечных вычислений и технических подробностей можно утопить суть дела. Вспомним предостережение В.И. Ленина об опасности чрезмерной детализации: «Ряды цифр увлекают. Я бы советовал учитывать эту опасность: наши «катедеры» безусловно душат таким образом живое, марксистское содержание данных» (Ленин В.И. Полн. собр. соч. Т. 48. С. 64).

Третья особенность -- современная наука развивается более стремительно, чем прежде. Для исследователя важно не только обобщить практический опыт, решить актуальную проблему в максимально сжатые сроки без ущерба для науки, но и сделать результаты исследования всеобщим достоянием как можно скорее.

Кроме того, надо учитывать и значительное сокращение разрыва между появлением научной идеи и способностью производства к массовому использованию этих исследований. Производство созрело (и с точки зрения материальной базы, и с точки зрения потребностей своего развития) для утилизации даже самых на первый взгляд рискованных научных решений. Сроки признания ценности научных открытий для производства сократились в период между Первой и Второй мировыми войнами с 16 -- 20 лет до 9 лет (Феодоритов В.Ф. Технический прогресс и эффективность производства. Л.: Знание, 1974). Цикл коммерческого освоения новой научной информации, включающий в себя принципиальную разработку, проектирование, экспериментальное производство и массовый выпуск продукции, после

Второй мировой войны уменьшился с 10 -- 7 лет до 5 -- 6 лет, а кое-где до 2 -- 3 лет. Происходит экономизация науки, т.е. ее прямой и быстрый выход в производство, с одной стороны, и восприятие экономических законов и форм развития народного хозяйства -- с другой.

Четвертая особенность -- значительно возросла опасность субъективизма в научных исследованиях, что объясняется чрезвычайным усложнением объектов и процессов. Для каждого специалиста «объективность рассмотрения» приобретает особый смысл. Она ориентирует ученого на то, чтобы принципы исследований согласовывались с действительностью, а не наоборот.

Пятая особенность заключается в следующем. Благодаря расширению и углублению познания научные достижения перестали быть результатом деятельности отдельных личностей: они становятся результатом коллективных усилий. Прежде общественный характер развития науки выражался в том, что знание и опыт предыдущих поколений усваивались индивидуально каждым ученым. В настоящее же время индивидуальный, или «мануфактурный», период производства научной информации сменяется на «машинный» период. Этот процесс выражается в том, что, наука становится объектом общественного планирования и регулирования, она с некоторыми специфическими особенностями воспринимает социально-экономические и организационные категории и формы общественного производства.

И наконец, шестая особенность -- исследования объектов и явлений ведутся без предварительных их расчленений на обособленные части, а во взаимодействии всех их частей. Таким образом, объекты изучают как целое, лишь мысленно вычленяя те или иные его стороны. Так обычно поступает грамотный врач, ни на минуту не опуская из виду весь заболевший организм в целом, учитывая влияние всех обстоятельств и факторов в их взаимной связи.