Понятия системы и системного метода. Создание системного метода по праву считается одним из наиболее значимых достижений научной мысли ХХ века. С середины этого столетия понятие «система» (от греч. systema – целое) становится одним из ключевых философско-методологических и научных понятий и «поворотным пунктом в современной научной мысли » (как и предсказывал австрийский биолог Людвиг фон Берталанфи, опубликовавший в 1945 г. первые научные работы, содержащие идеи системной методологии).

В основе системного метода и системного подхода к исследованиям окружающего нас мира лежит рассмотрение объекта исследования (предмета, явления или процесса) как некоторого целостного образования, т.е. как системы, обладающей свойствами, которых нет у составляющих эту систему элементов. Эти новые свойства, которые называют эмерджентными или интегративными, система приобретает вследствие эффекта ее целостности, т.е. благодаря взаимодействию ее частей (элементов) между собой.

Историю современной цивилизации можно рассматривать как историю постановки и решения все более крупных и все более сложных проблем, поэтому появление системного метода как наиболее универсального средства решения подобных проблем было предопределено. Более того, в неявной форме элементы системного подхода использовались в науке со времен ее возникновения. Тем не менее, появление системного метода как особого способа исследований чаше всего относят к 40-м годам прошлого столетия.

В одной из своих работ Берталанфи писал: «Конечно, системы изучались в течение многих столетий, но теперь в такое исследование добавлено нечто новое... Тенденция исследовать системы как нечто целое, а не как конгломерат частей соответствует тенденции современной науки не изолировать исследуемые явления в узко ограниченном контексте, а изучать прежде всего взаимодействия и исследовать все больше и больше различных аспектов природы. … Мы участвуем в том, что, вероятно, является наиболее широкой из всех до этого сделанных попыток достигнуть синтеза научного знания».

Возникновение системного метода ознаменовало переход к качественно новому и более зрелому этапу развития естествознания и всей науки в целом. Системный метод появился после того, как в рамках различных наук были исследованы отдельные стороны, особенности и свойства различных объектов, явлений и процессов. Системный подход знаменовал переход от дисциплинарного подхода, когда каждая из наук сосредотачивалась на изучении своего узкого круга проблем, к междисциплинарному подходу. Последний позволил раскрыть более глубокие закономерности, присущие широкому кругу явлений, выявить взаимосвязи между разными классами явлений.

Появление системного метода было следствием ранее недостаточно осознаваемого единства научного знания, а уже появившись, системный метод позволил подойти к пониманию этого единства. Можно сказать, что единство знания находится в прямой зависимости от его системности. Под такой системностью понимается выявление взаимосвязей между различными научными дисциплинами, возникновение новых дисциплин на стыках старых, появление междисциплинарных направлений исследований, синтез, редукция (сведение одних теорий к другим) и т.п.

Ярким примером редукции является сведение И. Ньютоном законов движения небесных тел к законам земной механики. Однако отметим, что закономерности более сложных систем и форм движения нельзя полностью свести к законам более простых систем и форм, это противоречит одному из основных принципов системного подхода, гласящего, что целостные свойства системы не сводятся к сумме свойств ее компонентов, а возникают в результате их взаимодействия.

Широкое распространение идей и принципов системного метода способствовало выдвижению ряда новых идей мировоззренческого характера. На смену философии позитивизма, где упор делался на анализ и редукцию, пришел системный подход, который западные его лидеры возвели в ранг новой научной философии, и в котором главный упор делается на синтез и антиредукционизм. По сути, речь идет о попытке решить одну из старых философских проблем о соотношении части и целого (что важнее, часть или целое?) Можно утверждать, что попытки понять целое путем анализа его частей несостоятельны именно потому, что при этом игнорируется синтез, который играет решающую роль в возникновении любой системы. Однако и попытки утвердить приоритет целого над частью наталкиваются на обоснованные возражения, суть которых сводится к тому, что целое все же возникает из его частей.

Существует философское течение - холизм , сторонники которого считают, что целое не только важнее его частей, но и возникает раньше частей. Однако это такой же односторонний подход, как и чистый редукционизм. Системный подход позволяет избежать этих крайностей и исходит из того, что система возникает не каким-то мистическим путем, а в результате конкретного и специфического взаимодействия вполне определенных реальных частей. Части и целое должны изучаться не в противопоставлении друг другу, а во взаимодействии друг с другом, анализ должен сопровождаться синтезом.

Существует множество определений понятия «система», например:

Система – объективное единство закономерно связанных между собой элементов, предметов, явлений, а также знаний;

Система – это множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами (свойствами);

Система – это множество взаимосвязанных элементов, совместно действующих ради достижения общей цели.

Система – комплекс избирательно вовлеченных элементов, взаимосодействующих достижению заданного полезного результата, который принимается основным системообразующим фактором.

Определяя данное понятие, различные ученые приписывали системам тот или иной набор характеризующих их признаков (свойств). Самое короткое определение принадлежит Л. фон Берталанфи: «Система – это комплекс взаимодействующих элементов» . В этом определении, как видим, учтены лишь два признака: 1) систему образуют несколько элементов; 2) элементы системы взаимодействуют между собой, т.е. взаимосвязаны. В других определениях понятия системы используется больше характерных признаков, чаще всего в них встречаются такие атрибуты как наличие эмерджентных свойств и наличие цели (целесообразности). Обобщая известные формулировки, можно дать следующее определение:

Система – это совокупность элементов, обладающая благодаря взаимодействию между ними целостными (эмерджентными) свойствами, позволяющими реализовать определенную цель.

Отметим, что при любом определении очень сложно провести грань между системой и совокупностью элементов, которая не является системой (подобные объекты иногда называют простыми совокупностями или агрегатами ). Существует и такое мнение, что столь широкое понятие, как система, нельзя определить чисто логически через другие понятия, его следует признать исходным (неопределяемым) и раскрывать его содержание с помощью примеров.

Вопрос о том, является или не является тот или иной объект системой, не вполне корректен, в случае необходимости любой объект исследования можно рассматривать как систему. Гораздо более важен другой вопрос – следует или не следует прибегать к использованию системного метода при проведении конкретного исследования. Достаточно очевидно, что целесообразность использования системного подхода возрастает по мере увеличения:

Сложности объекта исследования;

Сложности задачи исследования;

Требований к точности результатов исследования;

Рисков, связанных ошибочностью результатов исследования.

Классификация систем. Огромное множество систем предопределяет необходимость их классификации, которая может производиться по самым различным признакам.

Исходя из природы объекта, все системы можно разделить на материальные и идеальные (последние называют также абстрактными или концептуальными ). К материальным системам относятся естественные (неорганические и органические), искусственные (все, что создано не природой, а человеком) и социальные системы. Существует также множество систем, которые являются смешанными.

Материальные системы в свою очередь делятся на классы, например, физические, химические, биологические, геологические, экологические и т.д. Все эти системы называют материальными потому, что их содержание и свойства не зависят от познающего субъекта. Стремясь же познать и осмыслить свойства окружающего нас мира, человек создает абстрактные системы (схемы, таблицы, гипотезы, теории, планы, программы и т.п.). В философском смысле эти системы являются идеальными, т.к. представляют собой отражение объективно существующих в природе и обществе материальных систем. Классическим примером абстрактной системы является известная всем периодическая система элементов Д.И.Менделеева.

Внутри каждого класса систем можно выделить подклассы. Например, для анализа движения планет Солнечной системы, относящейся к классу физических систем, помимо 2-го закона Ньютона, достаточно использовать лишь закон всемирного тяготения, поэтому данную систему можно трактовать как гравитационную. Точно так же внутри класса физических систем можно выделять электрические, электромагнитные, механические, тепловые и другие системы.

Во временном аспекте системы можно рассматривать как статические и динамические . Подобное деление (как, впрочем, и любое другое) в известной степени условно, т.к. все в мире находится в постоянном движении. Тем не менее, системы, динамические свойства которых несущественны, целесообразно рассматривать, как статические. Если же свойства или поведение системы изменяются с течением времени (характеризуются динамикой), то такую систему следует рассматривать как динамическую.

Среди динамических систем можно выделить детерминистские и стохастические (вероятностные, вероятностно-статистические) системы. Состояние и поведение детерминистской системы в любой момент времени может быть рассчитано с достаточно высокой точностью, воздействие имеющихся случайных факторов на динамику таких систем можно пренебрегать. В отличие от них в стохастических системах преобладающую роль играют случайные процессы и факторы, предсказание поведения подобной системы может иметь лишь вероятностный характер.

По характеру взаимодействия с окружающей средой различают открытые и закрытые (изолированные) материальные системы. Такая классификация также носит условный характер. Представление о закрытых системах, возникшее в классической термодинамике, является абстракцией, в действительности все системы обмениваются с окружающей средой энергией, материей или информацией, а потому по определению являются открытыми. Особое значение имеет характер энергообмена открытой системы с окружающей средой, определяющий, как будет показано далее, потенциальные возможности ее развития.

Важным классификационным признаком является сложность системы. В качестве примеров сложных систем можно привести такие, как производственный (технологический) процесс, производственное предприятие, любое живое существо, климатические процессы и т.п. Деление систем на простые и сложные зависит от числа переменных (или от количества информации, которая необходима для описания и анализа той или иной системы). Если таких переменных мало, а взаимоотношения между ними описываются известными законами и поддаются математической обработке, систему можно считать простой (пример – Солнечная система). Поведение же сложных систем, например, таких, с которыми имеют дело метеорологи, определяется столь большим числом переменных, что нахождение каких-либо закономерностей становится весьма сложной, а иногда и неразрешимой задачей. Так, можно легко рассчитать положение любой планеты Солнечной системы (или какого-либо другого известного небесного тела) через много тысяч лет, а вот точный прогноз погоды на завтра сделать удается далеко не всегда.

Важной характеристикой (на данный момент времени) является состояние системы. Любая система описывается определенным комплексом существенных переменных и параметров, и для того, чтобы выразить ее состояние, необходимо определить значения этих переменных и параметров в рассматриваемый момент времени. Различают равновесные и неравновесные состояния и, соответственно, равновесные и неравновесные системы. Равновесные состояния системы (и сами системы) могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Понятие устойчивости системы чаще всего связывают с ее способностью возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних воздействий, которые вывели ее из этого состояния.

По математическому описанию различают линейные и нелинейные системы. К линейным системам, характеристики которых описываются линейными (алгебраическими или дифференциальными) уравнениями, применим принцип суперпозиции.

В зависимости от размеров системы можно разделить на небольшие (малые) и большие, последние часто приходится изучать по частям, для чего может потребоваться команда исследователей или наблюдателей.

С точки зрения наличия цели и целевого поведения системы делятся на целевые и не имеющие цели. Все искусственные системы, как легко понять, создавались с определенной целью, каждая из них имеет свое целевое назначение. При этом сложные системы, как правило, имеют несколько целей, т.е. являются многоцелевыми (многофункциональными). Сложнее обстоит дело с естественными системами. Имеют ли свои цели травинка, букашка, дерево, вулкан, океан, планета? Положительный ответ на этот вопрос неизбежно приводит к представлению о том, что мир создан Богом, или им управляет некий Мировой Разум. Когда-то такая точка зрения была господствующей, кто-то придерживается ее и сегодня.

Строение и структура систем. Система и окружающая среда. Строение системы определяется ее сложностью и характеризуется теми компонентами, из которых она состоит. Крупные блоки, входящие в состав сложной системы и имеющие свое функциональное назначение, следует называтьподсистемами . В составе такой сложнейшей системы как человеческий организм выделяют костно-мышечную, сердечно-сосудистую, пищеварительную, нервную и многие другие его части, называемые, как правило, системами. Однако, строго говоря, эти части правильнее называть подсистемами, т.к. в изолированном виде каждая из них функционировать не может, хотя и обладает определенной автономностью.

В свою очередь, каждая подсистема состоит из множества частей, в некоторых случаях внутри нее целесообразно выделять подсистемы 2-го (а иногда и 3-го) уровня. Наименьшие же «детали» системы называютэлементами, хотя этот термин с полным правом применим и для обозначения любой части системы. Чтобы подчеркнуть терминологические сложности, возникающие при описании строения обобщенной системы, отметим, что любой элемент, каким бы малым он не был, является системой (вопрос лишь в том, имеет ли смысл в том или ином конкретном случае рассматривать этот элемент, как систему).

Под структурой системы понимают совокупность тех специфических взаимосвязей и взаимодействий, благодаря которым и возникают новые целостные свойства, присущие только системе и отсутствующие у отдельных ее составляющих. Необходимость привлечения таких понятий, как структура (или организация) возрастает по мере увеличения сложности изучаемых систем. Сами же эти понятия означают, что соответствующая система состоит из множества узлов (звеньев, блоков и т.п.), связанных между собой теми или иными функциональными связями, в том числе и обратными связями.

Отметим, что структура той или иной системы не является единственно возможной. Но если структура системы не является оптимальной, т.е. не обеспечивает наилучших условий для ее функционирования и развития, то, рано или поздно, такая система прекратит свое существование, уступив место другим, более совершенным. Сказанное относится не только к социальным и техническим системам, но и к биологическим, а также к естественным материальным системам неживого мира (задачи оптимизации структуры подобных систем решает сама Природа).

Многие системы построены по т.н. иерархическому принципу, подразумевающему подчиненность каждого уровня в строении системы вышестоящему. Проще всего понять этот принцип, рассматривая такую систему, как армия. Отделение, взвод, рота, батальон, полк и т.д. – это иерархическое строение в чистом виде. Отметим, что подавляющее большинство социальных систем относятся к иерархическим. Своего рода иерархичность можно усмотреть и в строении простых материальных объектов. Тот же камень состоит из кристаллов, каждый кристалл – из молекул, молекула – из атомов и т.д.

Таким образом, весь окружающий нас мир, его предметы, явления и процессы оказываются совокупностью самых разнообразных по своей природе и структурным особенностям систем. При этом внутри каждой системы находится система или совокупность систем меньших размеров, и каждая система, так или иначе, взаимодействует с другими, находящимися внутри нее, на одном с ней уровне или снаружи. Системный метод подразумевает определение границ исследуемой системы и определение тех систем из окружающей среды (ОС), с которыми исследуемая система значимо взаимодействует. ОС оказывает существенное влияние на функционирование и эволюцию любой системы, характер и результаты этого влияния могут быть различными, но в любом случае анализировать систему вне связей с ОС методологически неверно, а практически чаще всего бесполезно.

Связи системы с ОС (внешние связи ) могут быть самыми разнообразными: существенными и несущественными, непосредственными и косвенными, стабилизирующими и возмущающими, детерминированными и стохастическими, полезными и вредными, прямыми и обратными и т.д. Именно обратные связи заслуживают детального рассмотрения, т.к. их влияние на поведение и эволюцию систем исключительно велико. Система обладает обратными связями, если она способна реагировать на изменения в ОС (или в ней самой). Более узкое токование: обратная связь – это связь между выходом и входом системы или отдельного ее блока.

Обратные связи могут быть положительными и отрицательными . Положительная обратная связь усиливает внешнее воздействие, отрицательная же, наоборот, это воздействие компенсирует, уменьшая его влияние на состояние или поведение системы. Достаточно очевидно, что отрицательная обратная связь стабилизирует систему, удерживая ее в состоянии равновесия (и, тем самым, препятствуя ее развитию). В противоположность этому положительная обратная связь “раскачивает” систему, при наличии положительной обратной связи даже незначительные возмущения могут привести к существенным изменениям в системе, в том числе к ее переходу в качественно новое состояние.

Основные закономерности эволюции систем. Согласно современным представлениям все три уровня организации материального мира (неживую природу, живую материю и общество) охватывает единый процесс развития. В глобальном мировом эволюционном процессе эти три уровня представляются звеньями одной цепи, в связи с чем потребовалось создание единого языка (единой терминологии) для описания процессов эволюции самых разнообразных систем.

Концепция глобального эволюционизма с одной стороны, дает представление о мире как о целостности, позволяя осмыслить общие законы бытия в их единстве, а с другой – ориентирует современное естествознание на выявление конкретных закономерностей эволюции материи на всех ее структурных уровнях, на всех этапах ее самоорганизации.

Одна из таких глобальных закономерностей – неравномерность развития мира и отдельных его систем, тесно связанная с тем обстоятельством, что любая система при неограниченном изменении параметров, определяющих ее состояние или поведение, рано или поздно перестает быть линейной. С другой стороны, неравномерность развития систем есть проявление одного из основных законов диалектики – закона перехода количественных изменений в качественные.

Один из великих мыслителей XX в. французский палеонтолог (и одновременно – католический священник, теолог) П. Тейяр де Шарден в своей известной книге «Феномен человека», написанной им в 1946 г. так сформулировал эту закономерность: «Во всех областях, когда какая-либо величина достаточно выросла, она резко изменяет свой вид, состояние или природу. Кривая меняет направление, плоскость переходит в точку, устойчивое рушится, жидкость кипит, яйцо делится на сегменты, вспышка интуиции освещает нагромождение фактов… Критические точки изменения состояний, ступени на наклонной линии, разного рода скачки в ходе развития – это … единственный, но зато истинный способ представить себе и уловить “первый момент”».

Вторая важнейшая закономерность, которая подчеркивается в концепции глобального эволюционизма – направленность развития мирового целого и отдельных его частей на повышение своей структурной организации. Эволюция, развитие носят направленный характер – происходит непрерывное усложнение организационных структур и форм. Существенно, что при этом число (разнообразие) различных организационных форм также непрерывно увеличивается (закон дивергенции ). Наиболее явно направленность эволюции проявляется на уровне живого вещества, однако и на уровне неживой материи, и на социальном уровне легко увидеть проявления рассматриваемой закономерности.

Еще одна закономерность эволюционных процессов, которую нельзя не отметить, заключается в непрерывном увеличении скорости эволюции. Данная закономерность также легко прослеживается при рассмотрении любого исторического процесса, будь то геологическая история Земли, эволюция живого вещества, или история общества. Данная закономерность является следствием и усложнения, и роста разнообразия организационных форм материи. Именно поэтому скорость эволюции живой материи существенно выше, чем неживой, а изменения в обществе происходят с колоссальной скоростью.

Появление любых новообразований в процессе самоорганизации материи возможно лишь за счет энергии окружающей среды и при условии возникновения возможностей более эффективного усвоения этой энергии. Другими словами, появление более сложных и более совершенных систем и структур становится в свою очередь катализатором процесса дальнейшего развития. Так, например, живое вещество, возникшее на поверхности Земли, многократно ускорило все процессы ее эволюции за счет способности поглощать и утилизировать энергию космоса, (прежде всего, Солнца), и трансформировать с ее помощью земное вещество. Сравнение Земли и Луны, имеющих одинаковый возраст, наглядно демонстрирует эффективность живого вещества как катализатора мирового процесса развития.

Грандиозная картина общепланетарного развития Земли включает в себя и появление человека – носителя Разума, который еще раз многократно ускорил все процессы, протекающие на планете. Породив Человека, Природа «изобрела» еще один могучий катализатор мирового процесса развития.

Механизмы эволюции систем и факторы, определяющие ход эволюционных процессов. До появления (в 1859 г.) знаменитой работы Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», в науке господствовала теория катастроф Ж. Кювье. В основе концепции катастрофизма лежит идея о решающем влиянии различного рода катастроф на развитие нашей планеты и жизни на ней. Однако эволюционная теория развития жизни на Земле оказала столь сильное влияние на умы современников Дарвина, что очень скоро практически общепризнанной стала концепция эволюционизма , а о концепции катастрофизма надолго забыли.

Сегодня наука имеет значительно больше фактического материала, подтверждающего влияние катастроф на развитие жизни на Земле, чем было во времена Кювье. В частности, установлено, что более или менее регулярно возникало повышение фоновой радиации, периоды потепления сменялись периодами похолодания, имели место изменения полярности геомагнитного поля, столкновения Земли с крупными астероидами и т.п. 65 млн. лет назад произошло столкновение Земли с крупным астероидом и произошло глобальное потепление климата, обусловленное возможно, парниковым эффектом вследствие огромного пылевого облака, окутавшего планету. С этим столкновением связывают вымирание динозавров. Еще одна подобная и более мощная глобальная катастрофа произошла примерно 251 млн. лет назад, что совпадает по времени с т.н. Великим вымиранием видов (с лица Земли исчезло до 90 % различных жизненных форм). Доказательством этого считают тот факт, что в разных частях света под осадочными породами обнаружен редкий сплав железа, который не мог образоваться естественным путем. До этого столкновения суша Земли представляла собой единый суперконтинент (Пангея). В результате любого резкого изменения условий жизни на Земле интенсифицировался мутагенез что, в конечном счете, стимулировало быстрое вымирание одних видов и появление новых.

Справедливости ради необходимо отметить, что другая концепция развития систем – концепция эволюционизма– появилась задолго до Дарвина. Начало переходу от ньютоновской (отрицавшей какое-либо развитие) парадигмы к эволюционной было положено в середине XVIII в. немецким философом И. Кантом, опубликовавшем гипотезу о происхождении и развитии тел Солнечной системы. В конце того же века схожая космогоническая гипотеза была высказана П. Лапласом, а другим французским естествоиспытателем Ж.Б. Ламарком создана первая целостная концепция эволюции живой природы. Наконец, в начале 30-х гг. XIX в. шотландский ученый Ч. Лайель создал эволюционную геологию – историю постепенных и непрерывных изменений, которые претерпели земная кора и земная поверхность.

Согласно современным представлениям концепции катастрофизма и эволюционизма следует не противопоставлять друг другу, а объединить в одно целое, разделив механизмы эволюционных процессов на две группы. К первой из этих групп относятся так называемые адаптационные механизмы, в пределах которых развитие системы (в полном соответствии с воззрениями Дарвина) происходит путем приспособления к изменяющимся условиям внешнего мира (или лучшего приспособления к неизменным условиям). Существенно, что проявления подобного механизма эволюции имеют место не только в живой природе, но и в физических системах, и в технике, и в общественной сфере.

Основная особенность адаптационного механизма состоит в том, что можно (с определенной точностью) предвидеть развитие событий, без такого предвидения, в частности, было бы невозможна селекционная работа (получение новых сортов растений или пород животных). Пока система эволюционирует в рамках адаптационного механизма, ни внешние возмущения, ни внутренние превращения не способны вывести ее за пределы того коридора, который природа заготовила для развития этой системы. Можно сказать и так: пока внешние возмущения не способны вывести систему за границы определенного коридора (которые достаточно близки и достаточно обозримы в перспективе), механизм ее развития можно считать адаптационным. В неживой природе границы таких эволюционных каналов определяются законами физики, химии и т.п., в живом мире – правилами естественного отбора, развитие общественных (социальных) систем также управляется своими объективные законами, в частности, экономическими.

Любое постепенное (медленное) изменение тех или иных свойств развивающихся систем (например, выработка рефлексов) – есть результат адаптации. Эволюционируя в рамках адаптационного механизма, любая система лишь незначительно отклоняется от равновесного состояния, решающую роль в сохранении равновесия при наличии внешних воздействий играют отрицательные обратные связи. Отметим также, что в рамках адаптационного механизма система развивается, используя лишь «текущую» (в данный момент времени) информацию об изменениях в окружающей обстановке, т.е. без прогноза грядущих изменений внешней среды.

Развитие любой системы в рамках адаптационного механизма направлено, в конечном счете, на увеличение устойчивости этой системы, а увеличение устойчивости, как легко понять, противодействует развитию. В системах, устойчивость которых доведена до предела, любые изменении я становятся невозможными, и они могут сохраняться в неизменном виде миллионы и миллиарды лет. Если бы в нашем мире существовали только адаптационные механизмы эволюции, он был бы совсем неинтересным, в нем не было бы даже намека на то многообразие, которое есть сегодня в природе и в обществе (не было бы и нас самих, как одного из элементов этого разнообразия). Может быть, поэтому природа не могла ограничиться только механизмами эволюции адаптационного типа.

Другой механизм эволюции – это механизм бифуркационного типа. На любую систему в процессе ее эволюции в рамках адаптационного механизма действует множество случайных факторов (возмущений), вследствие чего параметры системы флюктуируют (отклоняются случайным образом от текущих значений). Эти возмущения стремятся вывести систему из равновесного состояния (за границы определенного эволюционного канала), но, пока действует адаптационный механизм эволюции, отрицательные обратные связи удерживают систему вблизи равновесного состояния. Следует подчеркнуть важную роль этих малых возмущений (флюктуаций) как начальных толчков для любых последующих изменений. Не было бы них – не было бы и никаких изменений параметров системы, а, значит, и никакого развития.

Точкой бифуркации (точкой разветвления) называют совокупность критических значе­ний параметров системы, при которых становится возможным ее переход в новое состо­яние. В процессе своего развития в пределах адаптационного механизма любая система рано или поздно достигает такой критической точки (критического значения параметров). При этом в систе­ме раз­виваются интенсивные флуктуации – отрицательные обратные связи уже не способны удержать систему в равновесном состоянии, наоборот, решающую роль начинают играть положительные обратные связи, многократно увеличивающие как уровень флуктуаций, так и скорость ухода состояния системы от равновесного.

Скачкообразный переход системы через критическую точку (бифуркационный переход ) ведет к резкому качественному изменению самой системы или протекающих в ней процессов (или и того, и другого одновременно). Существенно, что в связи со случайным характером возмущений (даже очень незначительных по степени воздействия на систему), флуктуации ее параметров также случайны по времени и интенсивнос­ти, поэтому предсказать характер развития и конечное состояние системы после бифуркации невозможно. Подчеркнем вторую важную роль флюктуаций в эволюционных процессах – как фактора, определяющего выбор состояния системы в критические моменты ее развития. Необходимо отме­тить также, что после совершения бифуркационного перехода назад возврата нет – скачок носит однократный и необратимый характер (система «забывает свое прошлое» в момент бифуркации). Классическим примером проявления бифуркационного механизма эволюции является переход от ламинарного характера течения жидкости в трубе к турбулентному (при достижении некоторого критического значения расхода жидкости).

Таким образом, в развитии любой системы можно выделить две фазы: фазу плавной эволюции, ход которой в достаточной степени закономерен и жестко предопределен (детерминирован), и фазу скачка (быстрого изменения параметров) в точке бифуркации. Поскольку изменения во второй фазе происходят слу­чайным образом, то случайным оказывается и последующий зако­номерный эволюционный этап вплоть до следующего скачка в другой кри­тической точке – в новой точке бифуркации.

Отметим, что некоторыми пороговыми состояниями, переход через которые ведет к резкому качественному изменению протекающих процессов или к изменению организации, обладают все системы. Переход любой системы в новое состояние неоднозначен, т.е. после бифуркации существует целое множество возможных структур, в рамках которых в дальнейшем будет развиваться система. Предсказать заранее, какая из этих структур реализуется, нельзя в принципе, т.к. это неизбежно зависит от присутствующих случайных воздействий на систему, которые в момент перехода и будут определять процесс отбора нового состояния. В критической точке происходит своего рода разветвление путей эволюции, и в силу вероятностного характера перехода через пороговое состояние обратного хода эволюции уже нет, эволюция приобретает направленность, становится, как и само время, необратимым.

Пороговые состояния свойственны не только процессам на уровне неживой материи, но и тем, что протекают в мире живой природы и в обществе. Здесь их проявления значительно сложнее, особенно в обществе, где к фактором, определяющим ход эволюции, добавляется еще один – интеллект. Тем не менее, все сказанное выше справедливо для любых развивающихся систем.

Таким образом, процесс развития (будь то какой-нибудь из простых рассмотренных процессов, или глобальный единый процесс мирового развития) – это не игра случая, он подчиняется определенным закономерностям и имеет направленность – происходит непрерывное усложнение организации. Любое развитее есть результат взаимодействия объективной необходимости (жестких законов, определяющих процесс развития в рамках адаптационного механизма) со столь же объективной стохастичностью (влиянием случайных факторов на дальнейший ход событий в момент бифуркации). Реальность такова, что необходимость вовсе не исключает случайность, но определяет потенциальные возможности развития в соответствии с законами природы.

Единый процесс развития, как уже отмечалось, охватывает все три уровня организации материи (звенья в одной цепи) – неживую природу, живое вещество и общество. Поэтому весьма целесообразным представляется использование единого языка для описания процессов эволюции в этих трех сферах. Российский академик Н.Н. Моисеев предложил в качестве ключевых слов, пригодных для описания процессов развития на различных стадиях, кроме уже упоминавшихся (бифуркация, адаптация), использовать дарвинскую триаду: изменчивость , наследственность , отбор . Для этого данным понятиям необходимо придать более широкий смысл, чем это делал Дарвин при описании процесса эволюции видов.

Под изменчивостью в широком смысле этого термина следует понимать любые проявления случайности и неопределенности (понятия случайность и неопределенность – не тождественны, их надо различать). Подобные процессы составляют суть явлений на уровне микромира, но имеют место и на макроуровне, как уже отмечалось, стохастичность – это такая же объективная реальность, как и законы, описывающие детерминированные процессы. Вместе с тем изменчивость, т.е. случайность и неопределенность, проявляется не сама по себе, а в контексте необходимости, т.е. законов, управляющих движением материи. Классический пример в порядке иллюстрации – уже упоминавшееся турбулентное движение. В этом на первый взгляд абсолютно хаотическом движении жидкости или газа можно обнаружить строгую упорядоченность, в частности, средние характеристики процесса вполне стабильны. Точно также, все наблюдаемые нами (даже движения планет по своим орбитам) – это единство случайного и необходимого, стохастического и детерминированного.

Процессы, протекающие на любой стадии развития материального мира (броуновское движение, мутагенез, социальные конфликты) подвержены действию случайных факторов, источник которых, а тем более последствия их воздействия не всегда можно понять и учесть. Но именно случайности создают то поле возможностей, из которого потом вытекает многообразие организационных форм. И вместе с тем та же изменчивость служит причиной разрушения этих форм, диалектика синергетики (самоорганизации) такова, что одни и те же факторы изменчивости стимулируют и созидание и разрушение.

Термин «наследственность» в чистом виде применим лишь для описания живой материи. Но в более широком смысле под этим термином можно понимать способность будущего любой системы зависеть от ее прошлого. Роль этого фактора на уровне неживой материи и на социальном уровне часто недооценивается. Многие из тех явлений или событий, которые мы считаем случайными, т.е. относим их к проявлениям фактора изменчивости, на самом деле представляют собой следствия тех или иных феноменов, имевших место в прошлом, просто мы плохо знаем предысторию. Отметим, что будущее определяется прошлым далеко не однозначно в силу той же стохастичности. В то же время понять возможности будущего невозможно, не зная прошлого.

Третье понятие дарвинской триады – отбор. В биологии, т.е. в чисто дарвинском толковании смысл этого термина (внутривидовой отбор) хорошо понятен и заключается в том, что выживает сильнейший. Возникающие вследствие изменчивости, т.е. вследствие действия случайных факторов (в данном случае это мутации ), те или иные признаки или особенности передаются за счет наследственности в будущее. Однако передаются в будущее не все из появляющихся новых признаков, а лишь те, которые позволяют победить в борьбе особей, т.е. выжить (до возникновения Разума и человеческого общества для любых живых существ определяющими факторами естественного отбора были сила мускулов или сила челюстей или что-то в этом роде).

Для того, чтобы создать единый образ мирового эволюционного процесса, биологическую трактовку фактора «отбор» опять-таки необходимо расширить. Наиболее общая формулировка звучит так: в любой системе из множества возможных (виртуальных, мыслимых) состояний или движений отбираются, т.е. пропускаются в реальность лишь некоторые исключительные, причем отбор осуществляется в соответствии с теми или иными принципами или правилами.

Даже в механике еще со времен Лагранжа говорят о виртуальных движениях, понимая под этим любые возможные движения, не обязательно удовлетворяющие законам физики. Но реально в механике мы наблюдаем только те состояния или движения, которые удовлетворяют законам Ньютона и другим принципам отбора. В частности, к принципам отбора, действующим в неживой природе, относятся все законы сохранения, второй закон термодинамики и, по существу, все известные законы, набор которых достаточно велик. В связи с этим, а также в связи с тем, что в ряде случаев с помощью известных законов не удается объяснить выбор состояния системы, желательно сформулировать некоторые общие принципы отбора, которые были бы пригодны для любого случая и для любого уровня развития материи.

Известно несколько формулировок таких общих принципов:

Принцип минимума производства энтропии (бельгийский физик И. Пригожин);

Принцип минимума потенциала рассеяния (голландский физик Л. Ожагер);

Принцип минимума диссипации энергии (российский академик Н. Моисеев).

Отметим, что перечисленные принципы представляют собой не законы, а эмпирические обобщения. Все они достаточно сходны, хотя и не тождественны. Сходство, в частности, заключается в том, что в формулировке каждого из перечисленных принципов содержится слово минимум, т.е. это некоторые вариационные принципы.

Следует отметить, что все известные законы по своей сути являются вариационными, т.е. они определяют экстремальные значения некоторых функционалов. Любая система, даже самая простая, характеризуется множеством параметров, т.е. множеством функционалов (каждый параметр является функцией). В этом смысле движение любой системы идет в направлении поиска такого состояния, которое обеспечивает минимальное значение всех этих функционалов. В математическом анализе подобная задача является задачей многокритериальной оптимизации, и такая задача имеет смысл, если множество этих функционалов упорядочено, т.е. ранжировано по степени их значимости.

На уровне неживой материи функционалы четко ранжированы. На 1-м месте стоят законы сохранения, которые, как известно, всегда выполняются, и любые другие ограничения имеют смысл рассматривать лишь для систем, для которых законы сохранения выполнены. Принцип минимума диссипации энергии здесь можно рассматривать как замыкающий цепочку правил отбора, когда все другие условия выполнены, именно этот принцип начинает играть решающую роль в появлении более или менее устойчивых структур. Т.е. из возможных движений или состояний, не противоречащих законам физики, отбираются наиболее экономные, т.е. состояния, которые способны концентрировать окружающую материальную субстанцию, понижая тем самым локальную энтропию.

Наиболее характерный пример – из области кристаллографии. Термин «концентрация окружающей субстанции» имеет прямой смысл, когда речь идет о процессе кристаллизации, т.е. роста кристаллов. Известно, что существует лишь определенный набор кристаллических структур (286) и форма равновесия каждого кристалла определяется из условия минимума потенциальной энергии.

В более общем виде можно сказать так: разнообразие архитектурных форм существующего вещества значительно беднее разнообразия материала, участвующего в природных процессах (веществ, способных кристаллизоваться значительно больше, чем 286).

На уровне живой природы картина, как и следовало бы ожидать, усложняется, так как и сами системы становятся неизмеримо более сложными, и растет число факторов, влияющих на процесс эволюции. К законам сохранения и другим законам, действующим на уровне неживой материи, на биологическом уровне добавляются правила целеполагания . Основное из таких правил – тенденция к самосохранению, стремление сохранить свой гомеостазис (одних законов физики и химии здесь уже недостаточно).

Существенно, что единых правил, как в физике или химии, на уровне живой материи нет. Для каждого вида существуют свои оптимальные формы поведения (своя ранжировка функционалов), например, для волка крепкие ноги и зубы, для летучей мыши – способность улавливать ультразвук и т.д. Кроме того, живое существо не обязательно должно (и не может) в каждом конкретном случае реализовывать оптимальное поведение. Т.е. фактор изменчивости начинает играть более существенную роль, с микроуровня он переходит на макроуровень.

Другими словами, законы живого мира, несводимые к законам физики, могут нарушаться, и за их нарушение живые существа, чаще всего расплачиваются своей жизнью. Однако диалектика такова, что благодаря повышению уровня изменчивости, скорость эволюции многократно возрастает. Если бы все живые вещества всегда вели себя только так как надо, т.е. законы выполнялись бы с такой же неумолимостью как в физике, живой мир был бы таким же неизменным, как и неживая природа.

На уровне живой природы также можно говорить о принципе минимума диссипации энергии. Метаболизм становится основой развития живых существ, превращается в тенденцию, свойственную любой живой системе.

Между стремлением сохранить свой гомеостазис (тенденцией к устойчивости) и стремлением максимизировать эффективность использования внешней энергии (тенденцией к развитию) есть противоречия, разрешение которых т.е. отыскание компромиссных (оптимальных) решений и есть путь эволюции. Отметим, что нахождение таких компромиссов на уровне живой природы происходит еще стихийно, в том смысле, что без участия интеллекта (Разума).

На социальном уровне организации матери картина отбора оптимальных состояний и путей развития становится еще сложнее. Субъективный фактор (фактор изменчивости) начинает играть еще большую роль, нежели на биологическом уровне, неоднозначность и неопределенность возникают буквально на каждом шагу Если животные в сходных условиях в основном ведут себя одинаково, то про нас с вами этого сказать нельзя, в одних и тех же условиях два человека часто принимают совершенно разные решения. Различие в целях, различия в оценках ситуации, в путях достижения целей – все это проявления фактора изменчивости. Кроме того, ранжирование функционалов на социальном уровне становится прерогативой интеллекта, что качественно меняет все алгоритмы отбора. Интеллект позволяет фильтровать возможные решения в поисках компромисса во много раз эффективнее и быстрее, чем естественный отбор.

Науки о сложных системах. Идеи и методы системной методологии, появившиеся в середине ХХ века, были быстро подхвачены и развиты при реализации крупных целевых проектов и программ. Появились новые ученые (системные аналитики), новые институты, новые науки и научные направления. Применение системных идей в экономике, при анализе социальных и других сложных процессов привело к созданию таких системных дисциплин как исследование операций , теория игр и теория принятия решений . К этому же ряду следует отнести такие новые науки как системный анализ и системотехника .

Дадим краткую характеристику сути перечисленных научных дисциплин и направлений. Исследование операций – это наука об управлении существующими системами людей, машин, материалов, денег и т. д. Задача теории игр – анализ (с использованием особого математического аппарата) рациональной конкуренции двух или более противодействующих сил с целью достижения максимального выигрыша и минимального проигрыша, а теории принятия решений – научно обоснованный выбор наиболее рациональных решений внутри человеческих организаций, основанный на рассмотрении конкретной ситуации и ее возможных исходов. Системный анализ – совокупность методологических средств, используемых с целью подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера (чаще всего используется построение обобщенной модели, отражающей взаимосвязи, относящиеся к к реальной ситуации). Системотехника – научное планирование, проектирование, оценку и конструирование систем человек - машина.

Но все эти дисциплины являются все же только приложениями некоторых системных идей. Вершиной же развития системного метода считается общая теория систем , изучающая наиболее общие свойства систем и применимая для анализа естественных, технических, социально-экономических и любых других систем, каждая из конкретных систем при этом может рассматриваться как частный случай подобной общей теории. Инициатором создания такой общей теории систем был все тот же Л. фон Берталанфи, который формулировал ее задачи следующим образом: «…предмет этой теории составляет установление и вывод тех принципов, которые справедливы для “систем” в целом... Мы можем задаться вопросом о принципах, применимых к системам вообще, независимо от их физической, биологической или социальной природы. Если мы поставим такую задачу и подходящим образом определим понятие системы, то обнаружим, что существуют модели, принципы и законы, которые применимы к обобщенным системам, независимо от их частного вида, элементов или “сил”, их составляющих ».

Разумеется, было бы наивно полагать, что может быть создана некая универсальная теория, из которой можно вывести конкретные свойства произвольной системы. Ведь создание подобной теории предполагает абстрагирование от любых конкретных и частных свойств отдельных систем. Речь идет лишь о том, что общие системные понятия и принципы могут (и должны) использоваться для лучшего понимания и объяснения работы конкретных систем.

Одним из наиболее значительных шагов вперед в развитии идей системного метода стало появление кибернетики , представляющей собой общую теорию управления, применимую к любым управляемым системам. Отдельные разрозненные теории управления к тому времени существовали и в технике, и в биологии, и в социальных науках, однако появление единого междисциплинарного подхода позволило раскрыть наиболее общие и глубинные закономерности управления сложными системами.

Кибернетика (буквально – искусство управления) появилась на стыке математики, техники и нейрофизиологии, ее основателем по праву считают американского математика Н. Винера, опубликовавшего в 1948 г. книгу с названием «Кибернетика». Оригинальность новой науки заключалась в том, что она изучает не вещественный состав систем и не их структуру, а результаты работы систем определенного класса. В кибернетике впервые появилось широко используемое ныне понятие черного ящика как устройства, выполняющего определенную операцию, при этом важно знать, что мы имеем на входе и на выходе этого ящика, но совсем необязательно знать, что у него внутри, и как он работает.

В кибернетике системы изучаются по тем функциям, которые они выполняют, и по реакциям на внешние воздействия. Наряду с вещественным и структурным подходами, благодаря кибернетике появился функциональный подход как еще один элемент системного метода.

В рамках кибернетики впервые было показано, что управление с самых общих позиций представляет собой процесс накопления, передачи и преобразования информации. Его можно отобразить с помощью последовательности точных предписаний – алгоритмов , посредством которых осуществляется достижение поставленной цели. Необходимая техническая база, с помощью которой можно было бы обрабатывать разнообразные процессы, имеющие алгоритмическое описание, - быстродействующие компьютеры – в скорости были созданы и непрерывно совершенствуются.

Естественным продолжением кибернетики стала теория информации , вводящая понятие информации как некоторого количества, измеряемого посредством выражения, изоморфного отрицательной энтропии в физике, и развивающая принципы передачи информации. Таким образом, информация (от лат informatio - ознакомление, разъяснение) может рассматриваться как мера организованности системы (в противоположность понятию энтропии, являющейся мерой неорганизованности, хаоса). Информация растет с увеличением сложности, т.е. разнообразия системы. Один из основных законов кибернетики – закон необходимого разнообразия – гласит, что для эффективного управления какой-либо системой разнообразие управляющей системы должно быть больше разнообразия управляемой системы.

Появление информатики, математического моделирования и прочих направлений, связанных с применением компьютерной техники, произошло во многом благодаря появлению системного метода. С другой стороны, именно применение математического моделирования позволило существенно расширить возможности применения системного метода, повысить эффективность и точность системных исследований, решить или приблизиться к решению наиболее глобальных проблем, имеющих значение для всего человечества.

Синергетика (греческий термин «синергия » означает сотрудничество, совместное действие) – это наука о поведении и особенностях наиболее сложных из всех известных систем, а именно неравновесныхсистем. Появление синергетики связано не только с идеями системного метода, но и с развитием эволюционных представлений и теорий. С появлением синергетики эволюционный подход, который с успехом использовался применительно к органическим и биологическим системам, проник и в физику, появились общие (т.е. применимые к системам любой природы) представления об эволюции, в частности, представления о связи между эволюцией системы и ее энергообменом с окружающей средой.

Целью синергетических научных исследований является выявление основных общих закономерностей и механизмов процессов самопроизвольного образования, устойчивого существования, развития и разрушения упорядоченной пространственной и временной структуры сложных неравновесных макроскопических систем самой разной природы (физической, химической, биологической, экологической, социальной и др.).

Термин «синергетика» как обозначение нового направления междисциплинарных исследований ввел в научный оборот немецкий физик и математик Г. Хакен, которого и считают основателем этой науки. Хакен следующим образом определял этот термин: синергетика – дисциплина, в которой исследуется совместное действие многих подсистем в системе, в результате которого на макроскопическом уровне в данной системе формируется новая структура, определяющая соответствующее функционирование системы.

В рамках синергетики были сформулированы условия и изучены закономерности процессов самоорганизации материи . К самоорганизующимся относят системы, которые при выполнении определенных условий могут приобретать качественно иную структуру и (или) функцию без существенного внешнего вмешательства. Всякая самоорганизующаяся система обладает способностью переходить из однородного неупорядоченного состояния (состояния покоя) в неодно­родное и в значительной мере упорядоченное состояние.

В синергетике, в основном, используются модели нели­нейных неравновесных систем, подвергающихся воздействию флуктуа­ции. В момент перехода из неупорядоченного состояния в упорядоченное состояние характеристики этих состояний столь ничтожно мало отлича­ются друг от друга, что достаточно незначительной флуктуации, чтобы этот переход состоялся. Следует иметь в виду, что системы могут иметь несколько устойчивых упорядоченных состояний.

Самоорганизующаяся система (независимо от ее природы) как объект изучения синергетики должна удовлетворять следующим условиям:

1) система должна быть от­крытой – обязательно должен иметь место обмен энергией с окружающей средой;

2) система должна быть нестационар­ной и неравновесной, что создает (при определенных кри­тических значениях параметров) возможность ее перехода в состояние, сопровождаемое потерей устойчивости;

3) переход системы из критического состояния в качественно новое состояние со зна­чительно более высокой степенью упорядоченности должен происходить скачком - аналогично фазовому переходу в физике.

Типичным примером самооргани­зующейся системы является лазер (или любой другой генератор монохроматических колебаний). Обычный источник света (например, ламп накаливания) создает оптическое излучение за счет случайных процессов, подчиняющихся статистическим законам (любое нагретое до высокой температуры тело излучают некогерентный свет с различными длинами волн во всех направлениях). Уровень организации подобной ак­тивной излучающей среды, и соответственно уровень организации такого излучения, крайне мал, упорядоченность системы чрезвычайно низка. Для лазерной активной среды, которая принципиально находится в суще­ственно неравновесном, нестационарном состоянии, характерна высокая степень упорядоченности избирательно возбуждаемых состояний, что достигается т.н. накачкой – целенаправленным введением в среду организован­ного потока энергии. Лазерная генерация монохроматических квантов света возникает скачком после того, как плотность вводимой в среду энер­гии накачки превысит пороговое значение, зависящее от свойств активной среды, характера энергетической накачки и параметров оптического ре­зонатора лазера, в который помещена активная среда.

Примеры аналогичных процессов возникновения «порядка из беспо­рядка» можно привести и из других научных дисциплин. Например, в хи­мии процесс смешивания бесцветных жидкостей при определенных усло­виях приводит к получению цветных жидкостей; в биологии такими процессами являются мышечные сокращения, электрические колебания в коре головного мозга, временные изменения численности представителей биологических видов и т.д. В этом же ряду можно указать на образование в горячей жидкости при определенных градиентах температуры шести­угольных ячеек Бенара, возникновение тороидальных вихрей Тэйлора между вращающимися цилиндрами, химические реакции Белоусова - Жаботинского, образование спиральных галактик, организация эко­логических сообществ (экосистем).

Процессы самоорганизации (и, соответственно, самодезорганизации) могут происходить в любых системах – как самых простых физических и хими­ческих системах неорганической природы, так и самых сложных системах, таких как человек, социум, биосфера и т.п.

Созданию математической модели самоорганизующихся систем наука обязана бельгийскому физику И.Р. Пригожину и его ученикам. Исследуя процессы самоорганизации в физических и химических систе­мах, Пригожин способствовал разработке концептуальных оснований об­щей теории самоорганизации. Порядок из хаоса (беспорядка), по его мнению, формируется за счет того, что инициирующим событием (началом самоорганизации) являет­ся малая флуктуация – случайное отклонение какой-либо параметра системы от среднего значения.

Еще одно молодое научное направление изучения сложных систем еще не имеет установившегося названия (в разных источниках используют такие термины как хаос, теория хаоса, динамический хаос, хаос в динамических системах ).

С понятием «хаос» (от греч. chaos – зияние) обычно связывают явление беспорядочного случайного поведения элементов некоторой системы, которые не поддаются точному расчету. Подобные явления чрезвычайно мно­гочисленны – движение атмосферных потоков, формирование облаков, гроза, водопад, шторм, конвективное течение в нагреваемой жидкости, поведении автомобилей в дорожной пробке, процессы в сложных электрических цепях или ме­ханических установках; колебания численности популяций, движение игральной кос­ти и многие другие.

Несмотря на столь внушительный перечень принципиально стохастических явлений и процессов, многие исследователи (по крайней мере, до середины ХХ века) не сомнева­лись в том, что точная предсказуемость любых явлений принципиально достижи­ма – для этого необходимо лишь собрать и обработать достаточный объем информации. Однако после того, как было установлено, что даже простые детерминированные системы с малым числом компонентов могут порождать и проявлять случайное, хао­тическое поведение (причем эта случайность имеет принципиальный ха­рактер, т.е. от нее нельзя избавиться, собирая все больше информации), такая точка зрения была поставлена под сомнение.

Достижения науки XX века привели к постепенному отказу от лапласова детерми­низма. Первым из таких достижений стало одно из основных концепту­альных положений квантовой механики – принцип неопределенности, ко­торый гласит, что положение и скорость частицы одновременно не могут быть точно измерены. Данный квантово-механический принцип обусловли­вает неподчинение классическому детерминизму лишь микрочастиц, но стохастические процессы на уровне микромира, как уже отмечалось, преобладают в связи с тем, что системы микромира – это системы, состоящие из огромного количества частиц. Что же касается макроскопических (крупномасштабных) систем, то причины их возможной непредсказуемости явлений иные, причем одни крупно­масштабные явления вполне предсказуемы, а другие - нет.

Например, траектория футбольного мяча достаточно предсказуема, с другой стороны, траекторию движения воздушного шарика, когда из него вырывается воздух, предсказать невозможно. И мяч, и воздушный шарик подчиняются одним и тем же законам Ньютона, но прогнозировать поведение шарика значитель­но сложнее. Еще один канонический пример подобного двоякого поведения крупномасштабных систем – течение жидкости. В одних случаях оно является ламинарным (плавным, ровным, устойчивым) и легко предсказыва­ется при помощи простых уравнений. В других же случаях течение этой же жидкости становится турбулентным (изменчивым, неровным, неустойчи­вым, нерегулярным) и практически не поддается какому-либо предсказа­нию.

Случайный, хаотический характер поведения сложных систем с большим числом элементов системы связано с непредсказуемым взаимным влиянием, взаимодействием этих многочис­ленных элементов и с непредсказуемым проявлением этих взаимодействий. Однако, как выяснилось, случайное, хаотическое поведение проявляют даже системы, не отличающиеся ни особой сложностью, ни неопределенностью. В связи с этим выдающийся французский ученый (математик, физик и философ) А. Пуанкаре, которого можно считать родоначальником современной концепции хаоса, от­мечал, что непредсказуемые, развивающиеся «по воле случая » явления ха­рактерны для таких систем, в которых незначительные изменения в насто­ящем приводят к значительным изменениям в будущем. Пуанкаре утверждал, что малые различия в начальных условиях могут вызвать гро­мадные различия в конечном явлении, поэтому предсказание становится не­возможным, и явление развивается совершенно случайно.

Например, если чуть толкнуть камень, лежащий на вершине горы, то он покатится вниз по неизвестной априори траектории, и эффект от падения камня может быть существенно превышать то начальное воздействие, которому он подвергся. Говоря иначе, слабые возмущения состояния камня не затухают, а наоборот – резко усиливаются. Конечно, камень чувствителен к слабым воздействиям, лишь пока он находится на вершине горы, однако существуют такие физи­ческие системы, которые столь же чутко и интенсивно реагируют на слабые внешние возмущения на протяжении длительного времени – в каждой точ­ке своего движения, в каждый момент своей истории. Именно такие системы и являются хаотическими. Кроме того, такие системы являются нелинейны­ми, так как их отклик непропорционален величине внешнего возмущающе­го воздействия и, более того, часто вообще непредсказуем. Поэтому хаотиче­ское поведение чрезвычайно трудно описать математически.

Иллюстрацией того, насколько чутко и непредсказуемо могут ре­агировать на внешние воздействия физические системы (в том числе простые, причем не только в некоторый начальный момент, но и в последующие), может служить поведение бильярдного шара на абсолютно плоском горизонтальном столе. Даже идеальный игрок, в совершенстве владеющий геометрией, глазомером и искусством удара, не может точно предсказать траекторию шара через 3-4 соударения с бортом или другими шарами. Столь быстрое увеличение неопределенности положения шара объясняется тем, что шары и борты стола не идеальны, поэтому даже ничтожные (вначале) отклонения от идеально (расчетной) траектории с каждым последующим столкновением становятся все больше и быстро достигает макроскопических величин (увеличение ошибки происходит экспоненциально). Таким образом, благодаря хаосу любая сколь угодно малая началь­ная неопределенность параметров явления очень быстро превышает пре­делы предсказуемости этих параметров.

Кроме примера с биллиардным шаром можно указать на другие систе­мы, обладающие такой чувствительностью, что поведение системы явля­ется случайным, даже если система является строго детерминированной (описывается определенными строгими закономерностями). Примерами подобных систем являются биологические популяции, общество как сис­тема коммуникаций и его подсистемы: экономические, политические, во­енные, демографические и др. В настоящее время исследователи прово­дят эксперименты с целью обнаружить хаос даже в таких явлениях, как рождение гениальной идеи.

Теория хаоса, причиной которого является неустойчивость по отношению к начальным условиям, опирается на математический аппарат, описывающий по­ведение нелинейных развивающихся систем, подверженных при опреде­ленных условиях весьма сильному влиянию чрезвычайно слабых изна­чально факторов. Осно­вы математического аппарата, подходящего для описания хаоса, были за­ложены еще в конце XIX века, но получили широкое развитие лишь в на­ше время. Значительный вклад в совершенствование математического аппарата исследования хаоса внесли ученые отечественной математиче­ской школы академика А. Н. Колмогорова.

Эволюцию хаотической системы можно на­блюдать в реальном трехмерном пространстве. Однако наиболее эффек­тивным является наблюдение и изучение хаоса в виртуальном абстрактном пространстве – пространстве состояний (фазовом простран­стве, в котором координатами служат компоненты состояния). Координаты такого пространства выбираются в зависимости от конкретной хаотической систе­мы (например, для механической системы ими могут быть пространственная коорди­ната и скорость, для экологической системы – популяции различных биологических видов и т.п.). Соответствующую фазовую траекторию системы (линию, отображающую взаимозависимость выбранных координатных параметров системы) в теории хаоса называют аттрактором.

В диссипативных системах при стремлении системы к аттрактору происходит сжатие фазового объёма в точку, если аттрактор - узел или фокус; в замкнутую траекторию, соответствующую устойчивому периодическому движению, если аттрактор - предельный цикл; в тор, соответствующий устойчивому квазипериодическому движению, если аттрактор - двумерный тор. Однако в трёхмерном пространстве состояний существуют ещё и аттракторы непериодические. Это так называемые странные аттракторы - аттракторы, отличные от стационарной точки, предельного цикла и двумерного тора.

Хаотическая система должна иметь фрактальную размерность (струк­туру) и обладать высокой чувствительностью к начальным условиям, фрактальные системы обладают структурой, для которой характерно то, что отдельные ее части как бы повторяются с некоторыми изменениями, но в другом масштабе. В общем случае фрактал (от лат. fractus - «дробленый») – это термин, введенный для обозначения нерегуляр­ных, но са

Лекция 2. Теоретические основы системного подхода

1. Сущность системного подхода.

2. Основные понятия системного подхода.

3. Операционная система (система работ).

2. Система управления. Механизм управления системой.

Понятие системы.

В настоящее время все большее распространение в научных дисциплина получает теория систем и системный подход к анализу различных объектов.

Общая теория систем – научное направление, связанное с разработкой совокупности философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза сложных систем произвольной природы .

Основой возникновения общей теории систем являются аналогии (изоморфизм) процессов, протекающих в системах различного типа. Строго доказанный изоморфизм для систем различной природы дает возможность переносить знания из одной сферы в другую. Аналогия различных процессов и организация различных объектов позволили создать набор научных положений, которые являются верными к анализу различных сфер. Таким образом, все явления и предметы объективного мира можно представить в виде систем. Все системы (системы из психологии, медицины, экономики и т.д.) имеют общие законы развития, организации и дезорганизации.

Таким образом, системный анализ – это методология, исследования объектов посредством представления их в качестве систем и анализа этих систем. Системный подход в экономике это комплексное изучение экономики как единого целого с позиций теории систем.

Основные понятия системного подхода.

Систе́ма (от греч. σύστημα, «целостный», «целое» «составленный») - нечто организационное единое целое, которое можно противопоставить среде.

Термин используется для обозначения как конкретных реальный объектов (например, экономическая система Украины, нервная система, топливная система машины), так и для обозначения абстрактных теоретических моделей (например, рыночная экономическая система, наука как система знаний о чем-то). Таким образом можно сказать, что:

1. Любой объект рассматриваемый как система выступает по отношению к другим объектам и окружающим, внешним условиям как нечто единое и обособленное;

2. Системы образуют своими внутренними связями и отношениями организованную целостность;

3. Система, как научная абстракция, основана на объективном существовании целостных объектов в материальном мире. При этом она отличается от реального объекта:

Отвлечением от многих внутренних сторон и особенностей самого объекта, которые несущественны с точки зрения исследователя.

4. Для правильного понимания процесса выявления систем необходимо предполагать наличие объекта наблюдения, наблюдателя и цели наблюдения . Наличие наблюдателя и цели наблюдения приводит к тому, что реальный объект становится источником выявления целого ряда систем. Например, тело человека является основой для выявления целого ряда систем – нервная система, пищеварительная система, костная система. Технология может быть рассмотрена с экономической точки зрения или с технологической.

Примеры систем - Банковская система Вентиляционная система Интеллектуальная система Информационная система Компьютерная система Нервная система Операционная система Оптимальная система

Основными понятиями системного подхода также является «вход в систему», «выход из системы», «обратная связь», «внешняя среда».

Вход системы – компоненты поступающие в систему. Любая информация, энергия, вещество поступающие внутрь системы.

Выход системы – компоненты выходящие из системы. Любая информация, энергия, вещество выходящие из системы.

Обратная связь – это то, как оказывает влияние на вход систему ее выход.

Среда (внешняя среда) - для данной системы - совокупность всех объектов, не включенных в систему, изменение свойств которых влияет на систему.

Графическая модель системы представлена на рисунке 1.

Вход выход

обратная связь

Рис. 1. Графическая модель системы

Для исследования систем в свою очередь принимают ряд других подходов которые являются логическим продолжением теории систем: функциональный, структурный, динамический подходы.

Функциональный подход – подход к изучению систем, при котором интересуются не тем «что она такое?», т.е. строением и структурой, и тем «что она делает?», т.е. исследуют ее функции и поведение.

Метод «черного ящика» - метод функционального исследования систем, при котором считается, что внутренняя структура системы, взаимодействие ее элементов и внутренние состояния закрыты для наблюдателя. При этом наблюдаются и исследуются только состояния входов и выходов данной системы, т.е. та функция которую реализует конкретная система.

Основные понятия функционального подхода к изучению систем: вход, выход, черный ящик, функция

По мере изучения функциональных свойств у исследователя возникает необходимость более глубокого изучения конкретныйы систем и он переходит от исследования функции системы к изучению ее структуры.

Структурный подход - подход к изучению, при котором исследуется внутренне устройство системы, внутренняя иерархическая и функциональная взаимосвязь элементов системы.

Структура (от лат. struktura – строение, расположение, порядок) – совокупность элементов и устойчивых связей между ними, обеспечивающих его целостность и сохранение основных свойств при различных внутренних и внешних воздействиях. «Расчленение» системы может производиться с различной глубиной и различной степенью детализации. Потому целесообразно выделять такие понятия как «подсистема» и «элемент». Подсистема - часть системы, которая обладает признаками целостности в рамках данной системы и способная выполнять относительно независимые функции, имеющая подцели, направленные на достижение общей цели системы.

Подсистема в свою очередь может быть рассмотрена как система. Каждая ситема состоит также состоит из частей, которые называются элементами. Элемент системы - такая часть системы, которая в условиях данного исследования представляется неделимой, не подлежит дальнейшему расчленению на составляющие .

В тоже время сама система может быть частью более большой системы, которую называют надсистема. Подсистема - система, являющаяся частью другой системы и способная выполнять относительно независимые функции, имеющая подцели, направленные на достижение общей цели системы.

Все подсистемы и элементы системы связаны между собой для выполнения общей функции системы.

Связь между элементами - означает, что выход одного из них соединен со входом другого, и потому изменение выходных состояний первого соответственно изменяет входные состояния второго элемента. В свою очередь, и выход второго элемента может быть связан с входом первого.

Основные понятия структурного подхода к изучению систем: элемент, структура, подсистеме, надсистема, связь.

Особое значение имеет исследование систем в динамике т.е. в ее движении, развитие, изменение системы. Поэтому разделяют статический анализ системы и динамический анализ системы. Статический анализ более простой он позволяет выявыить первичные основы функционирования и устройства системы. Более сложным является динамический анилиз, он позволяет изучать системы в движении в процессе динамики.

Статический анализ системы – исследование систем вне процесса их изменений, как бы в застывшем состоянии равновесия элементов. Выявление внутренней структуры, основных элементов и связей между ними.

Динамический анализ системы – исследование систем в процессе изменение, развития, движения. Анализ противоречий. Исселдоваие закономерностей и тенденций развития, выявление кризисов и циклов развития.

Основные понятия динамического подхода: изменение, развитие, динамика, цикл, эволюция.

Табл. 1. Основные свойства систем *.

Системный подход

Системный подход - направление методологии научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объекта как системы: целостного комплекса взаимосвязанных элементов (И. В. Блауберг, В. Н. Садовский, Э. Г. Юдин); совокупности взаимодействующих объектов (Л. фон Берталанфи); совокупности сущностей и отношений (Холл А. Д., Фейджин Р. И., поздний Берталанфи).

Говоря о системном подходе, можно говорить о некотором способе организации наших действий, таком, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. Как говорится, «Правильно заданный вопрос - половина ответа». Это качественно более высокий, нежели просто предметный, способ познания.

Основные принципы системного подхода

• Целостность , позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.
• Иерархичность строения , то есть наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.
• Структуризация , позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами её отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.
• Множественность , позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.
• Системность , свойство объекта обладать всеми признаками системы.

Основные определения системного подхода

Основоположниками системного подхода являются: Л. фон Берталанфи , А. А. Богданов , Г.Саймон , П.Друкер , А.Чандлер.

• Система - совокупность взаимосвязанных элементов, образующих целостность или единство.
• Структура - способ взаимодействия элементов системы посредством определенных связей (картина связей и их стабильностей).
• Процесс - динамическое изменение системы во времени.
• Функция - работа элемента в системе.
• Состояние - положение системы относительно других её положений.
• Системный эффект - такой результат специальной переорганизации элементов системы, когда целое становится больше простой суммы частей.
• Структурная оптимизация - целенаправленный итерационный процесс получения серии системных эффектов с целью оптимизации прикладной цели в рамках заданных ограничений. Структурная оптимизация практически достигается с помощью специального алгоритма структурной переорганизации элементов системы. Разработана серия имитационных моделей для демонстрации феномена структурной оптимизации и для обучения.

Основные допущения системного подхода

1. В мире существуют системы
2. Системное описание истинно
3. Системы взаимодействуют друг с другом, а, следовательно, всё в этом мире взаимосвязано
4. Следовательно мир - это тоже система

Аспекты системного подхода

Системный подход - это подход, при котором любая система (объект) рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь. Это наиболее сложный подход. Системный подход представляет собой форму приложения теории познания и диалектики к исследованию процессов, происходящих в природе, обществе, мышлении. Его сущность состоит в реализации требований общей теории систем, согласно которой каждый объект в процессе его исследования должен рассматриваться как большая и сложная система и, одновременно, как элемент более общей системы.

Развернутое определение системного подхода включает также обязательность изучения и практического использования следующих восьми его аспектов:

1. системно-элементного или системно-комплексного, состоящего в выявлении элементов, составляющих данную систему. Во всех социальных системах можно обнаружить вещные компоненты (средства производства и предметы потребления), процессы (экономические, социальные, политические, духовные и т. д.) и идеи, научно-осознанные интересы людей и их общностей;
2. системно-структурного, заключающегося в выяснении внутренних связей и зависимостей между элементами данной системы и позволяющего получить представление о внутренней организации (строении) исследуемой системы;
3. системно-функционального, предполагающего выявление функций, для выполнения которых созданы и существуют соответствующие системы;
4. системно-целевого, означающего необходимость научного определения целей и подцелей системы, их взаимной увязки между собой;
5. системно-ресурсного, заключающегося в тщательном выявлении ресурсов, требующихся для функционирования системы, для решения системой той или иной проблемы;
6. системно-интеграционного, состоящего в определении совокупности качественных свойств системы, обеспечивающих её целостность и особенность;
7. системно-коммуникационного, означающего необходимость выявления внешних связей данной системы с другими, то есть, её связей с окружающей средой;
8. системно-исторического, позволяющего выяснить условия во времени возникновения исследуемой системы, пройденные ею этапы, современное состояние, а также возможные перспективы развития.

Практически все современные науки построены по системному принципу. Важным аспектом системного подхода является выработка нового принципа его использования - создание нового, единого и более оптимального подхода (общей методологии) к познанию, для применения его к любому познаваемому материалу, с гарантированной целью получить наиполное и целостное представление об этом материале.

См. также

Литература

• А. И. Ракитов «Философские проблемы науки: Системный подход» Москва: Мысль, 1977 г. 270с.
• В. Н. Садовский «Системный подход и общая теория систем: статус, основные проблемы и перспективы развития» Москва: Наука, 1980 г.
• Системные исследования. Ежегодник. Москва: Наука, 1969-1983.
• Философско-методологические исследования технических наук.- Вопросы философии, 1981, № 10, с. 172-180.
• И. В. Блауберг , В. Н. Садовский, Э. Г. Юдин «Системный подход в современной науке»- В кн.: Проблемы методологии системных исследований. М.: Мысль, 1970, с. 7-48.
• И. В. Блауберг , В. Н. Садовский, Э. Г. Юдин «Философский принцип системности и системный подход» -Вопр. философии, 1978, № 8, с. 39-52.
• Г. П. Щедровицкий «Принципы и общая схема методологической организации системно-структурных исследований и разработок» - М.: Наука, 1981, с. 193-227.
• В. А. Лекторский, В. Н. Садовский «О принципах исследования систем

(в связи с „общей теорией систем“ Л. Берталанфи)» - Вопр. философии, 1960, № 8, с. 67-79.

• Савельев А. В. Онтологическое расширение теории функциональных систем // Журнал проблем эволюции открытых систем, Казахстан, Алматы, 2005, № 1(7), c. 86-94.
• Савельева Т. С., Савельев А. В. Трудности и ограничения системного подхода в науке о мозге // в сб. материалов XI Междунар. конференции по нейрокибернетике «Проблемы нейрокибернетики». Ростов-на-Дону, 1995, с. 208-209.

Ссылки

• Агошкова Е.Б., Ахлибининский Б.В. Эволюция понятия системы // Вопросы философии . - 1998. - № 7. - С. 170-179.
• Сидоров С. В. Правила реализации системного подхода в управлении развивающейся школой // Электронный журнал «Знание. Понимание. Умение » . - 2010. - № 2 - Педагогика . Психология .
• Системный подход // Большая Советская Энкциклопедия .
• Джозеф О"Коннор Искусство системного мышления . - 2008.
• Джозеф О`Коннор, Иан Макдермотт Искусство системного мышления: Необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем = The Art of Systems Thinking: Essential Skills for Creativity and Problem Solving // «Альпина Паблишер» . - М ., 2011. - № 978-5-9614-1589-6.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Системный подход" в других словарях:

Направление методологии специально науч. познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объектов как систем. С. п. способствует адекватной постановке проблем в конкретных науках и выработке эффективной стратегии их… … Философская энциклопедия

системный подход - СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД направление философии и методологии науки, специально научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объектов как систем. С. п. ориентирует исследование на раскрытие целостности объекта и… … Энциклопедия эпистемологии и философии науки

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД - направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объекта как системы. Системный подход способствует адекватной постановке проблем в конкретных науках и выработке эффективной стратегии их… … Экологический словарь

В культурологии методол. основа культурологии как науки. Направлен на интеграцию исследоват. материала, накопленного разл. областями гуманитарного знания, занимающимися изучением культуры (философия культуры, теория культуры,… … Энциклопедия культурологии

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД - совокупность способов рассмотрения связей и целостности сложных систем. С. п. является предметом специальной научной дисциплины общей теории систем. Управление может быть определено как упорядочение системы. С. п. (или системный анализ) появился… … Российская энциклопедия по охране труда

системный подход - Исследование функциональных и структурных взаимосвязей природных явлений, рассматриваемых в качестве системы, в которой определяются границы, возможности использования, а также положение и роль в следующей по рангу природной системе. Syn.:… … Словарь по географии

Направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем; ориентирует исследование на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных типов связей в нем и сведение их в… … Большой Энциклопедический словарь

Англ. Systemanalyse; нем. Systemmethode. Направление методологии научного исследования, в основе к рого лежит рассмотрение сложного объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними. Antinazi. Энциклопедия… … Энциклопедия социологии

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД - СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД. Метод научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем; предполагает анализ явлений как сложного единства, не сводимого к простой сумме элементов. С. п. пришел на смену широко распространенной в… … Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)

Направление методологии научного исследования, в основе которого лежит рассмотрение сложного объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

Сущность системного подхода как основы системного анализа

Проведение исследований осуществляется в соответствии с выбранной целью и в определенной последовательности. Исследования являются составной частью менеджмента организации и направлены на совершенствование основных характеристик процесса управления. При проведении исследований систем управления объектом исследования является сама система управления, которая характеризуется определенными признаками и подчиняется ряду требований.

Эффективность исследования систем управления во многом определяется выбранными и использованными методами исследования. Методы исследования представляют собой способы, приемы проведения исследований. Их грамотное применение способствует получению достоверных и полных результатов исследования возникших в организации проблем. Выбор методов исследования, интеграция различных методов при проведении исследования определяется знаниями, опытом и интуицией специалистов, проводящих исследования.

Для выявления специфики работы организаций и выработки мероприятий по улучшению производственно-хозяйственной деятельности применяется системный анализ . Главной целью системного анализа является разработка и внедрение такой системы управления, которая выбирается в качестве эталонной, в наибольшей степени соответствующей всем предъявленным требованиям оптимальности.

Для постижения управляющих человеческой деятельностью законов важно научиться понимать, как в каждом конкретном случае складывается общий контекст восприятия очередных задач, как привести в систему (откуда и название - “системный анализ”) изначально разрозненные и избыточные сведения о проблемной ситуации, как согласовать между собой и вывести одно из другого представления и цели разных уровней, относящихся к единой деятельности.

Здесь кроется фундаментальная проблема, затрагивающая едва ли не самые основы организации любой человеческой деятельности. Одна и та же задача в различном контексте, на разных уровнях принятия решений требует совершенно разных способов организации и разных знаний.

Системный подход является одним из важнейших методологических принципов современной науки и практики. Методы системного анализа широко используются для решения многих теоретических и прикладных задач.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД - методологическое направление в науке, основная задача которого состоит в разработке методов исследования и конструирования сложноорганизованных объектов - систем разных типов и классов. Системный подход представляет собой определенный этап в развитии методов познания, методов исследовательской и конструкторской деятельности, способов описания и объяснения природы анализируемых или искусственно создаваемых объектов.

В настоящее время системный подход все шире применяется в управлении, накапливается опыт построения системных описаний объектов исследования. Необходимость системного подхода обусловлена укрупнением и усложнением изучаемых систем, потребностями управления большими системами и интеграции знаний.

"Система" - слово греческое (systema), буквально означает целое, составленное из частей; совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство.

От слова "система" можно образовать другие слова: "системный", "систематизировать", "систематический". В узком смысле под системным подходом будем понимать применение системных методов для изучения реальных физических, биологических, социальных и других систем.

Системный подход применяется к множествам объектов, отдельным объектам и их компонентам, а также к свойствам и интегральным характеристикам объектов.

Системный подход не самоцель. В каждом конкретном случае его применение должно давать реальный, вполне ощутимый эффект. Системный подход позволяет усматривать пробелы в знаниях о данном объекте, обнаруживать их неполноту, определять задачи научных исследований, в отдельных случаях - путем интерполяции и экстраполяции - предсказывать свойства отсутствующих частей описания.

Существует несколько разновидностей системного подхода : комплексный, структурный, целостный.

Необходимо определить объем этих понятий.

Комплексный подход предлагает наличие совокупности компонентов объекта или применяемых методов исследования. При этом не принимаются во внимание ни отношения между объектами, ни полнота их состава, ни отношения компонентов в целом. Решаются главным образом задачи статики: количественного соотношения компонентов и подобные.

Структурный подход предлагает изучение состава (подсистем) и структур объекта. При таком подходе еще нет соотнесения подсистем (частей) и системы (целого).Декомпозиция систем на подсистемы производится не единым образом. Динамика структур, как правило, не рассматривается.

При целостном подходе изучаются отношения не только между частями объекта, но и между частями и целым. Декомпозиция целого на части единственна. Так, например, принято говорить, что "целое - это то, от чего ничего нельзя отнять и к чему ничего нельзя добавить". Целостный подход предлагает изучение состава (подсистем) и структур объекта не только в статике, но и в динамике, т. е. он предлагает изучение поведения и эволюции систем. целостный подход применим не ко всем системам (объектам). а только к таким, которым свойственна высокая степень функциональной независимости. К числу важнейших задач системного подхода относятся:

1) разработка средств представления исследуемых и конструируемых объектов как систем;

2) построение обобщенных моделей системы, моделей разных классов и специфических свойств систем;

3) исследование структуры теорий систем и различных системных концепций и разработок.

В системном исследовании анализируемый объект рассматривается как определенное множество элементов, взаимосвязь которых обусловливает целостные свойства этого множества. Основной акцент делается на выявлении многообразия связей и отношений, имеющих место как внутри исследуемого объекта, так и в его взаимоотношениях с внешним окружением, средой. Свойства объекта как целостной системы определяются не только и не столько суммированием свойств его отдельных элементов, сколько свойствами его структуры, особыми системо-образующими, интегративными связями рассматриваемого объекта. Для понимания поведения систем, прежде всего целенаправленного, необходимо выявить реализуемые данной системой процессы управления - формы передачи информации от одних подсистем к другим и способы воздействия одних частей системы на другие, координацию низших уровней системы со стороны элементов ее высшего уровня, управления, влияние на последние всех остальных подсистем. Существенное значение в системном подходе придается выявлению вероятностного характера поведения исследуемых объектов. Важной особенностью системного подхода является то, что не только объект, но и сам процесс исследования выступает как сложная система, задача которой, в частности, состоит в соединении в единое целое различных моделей объекта. Системные объекты, наконец, как правило, не безразличны к процессу их исследования и во многих случаях могут оказывать существенное воздействие на него.

Основными принципами системного подхода являются:

1. Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

2. Иерархичность строения, т.е. наличие множества (по крайней мере двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня - элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

3. Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами ее отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.

4. Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

Как отмечалось выше, при системном подходе важное значение приобретает изучение характеристик организации как системы, т.е. характеристик "входа", "процесса" и характеристик "выхода".

При системном подходе на основе маркетинговых исследований сначала исследуются параметры "выхода", т.е. товары или услуги, а именно что производить, с какими показателями качества, с какими затратами, для кого, в какие сроки продавать и по какой цене. Ответы на эти вопросы должны быть четкими и своевременными. На "выходе" в итоге должна быть конкурентоспособная продукция либо услуги. Затем определяют параметры входа, т.е. исследуется потребность в ресурсах (материальных финансовых, трудовых и информационных), которая определяется после детального изучения организационно-технического уровня рассматриваемой системы (уровня техники, технологии, особенности организации производства, труда и управления) и параметров внешней среды (экономической, геополитической, социальной, экологической и др.).

И, наконец, не менее важное значение приобретает исследование параметров процесса, преобразующего ресурсы в готовую продукцию. На этом этапе, в зависимости от объекта исследования, рассматривается производственная технология, либо технология управления, а также факторы и пути ее совершенствования.

Таким образом, системный подход позволяет нам комплексно оценить любую производственно-хозяйственную деятельность и деятельность системы управления на уровне конкретных характеристик. Это поможет анализировать любую ситуацию в пределах отдельно взятой системы, выявить характер проблем входа, процесса и выхода.

Применение системного подхода позволяет наилучшим образом организовать процесс принятия решений на всех уровнях в системе управления. Комплексный подход предполагает учитывать при анализе как внутреннюю, так и внешнюю среду организации. Это означает, что необходимо учитывать не только внутренние, но и внешние факторы - экономические, геополитические, социальные, демографические, экологические и др.

Факторы - важные аспекты при анализе организаций и, к сожалению, учитываются не всегда. Например, часто социальные вопросы при проектировании новых организаций не учитываются либо откладываются. При внедрении новой техники не всегда принимаются во внимание показатели эргономичности, что приводит к повышению утомляемости рабочих и в итоге - к снижению производительности труда. При формировании новых трудовых коллективов должным образом не учитываются социально-психологические аспекты, в частности, проблемы мотивации труда. Суммируя сказанное, можно утверждать, что комплексный подход является необходимым условием при решении задачи анализа организации.

Сущность системного подхода формулировалась многими авторами. В развернутом виде она сформулирована В. Г. Афанасьевым , определившим ряд взаимосвязанных аспектов, которые в совокупности и единстве составляют системный подход:

– системно-элементный, отвечающий на вопрос, из чего (каких компонентов) образована система;

– системно-структурный, раскрывающий внутреннюю организацию системы, способ взаимодействия образующих ее компонентов;

Системно-функциональный, показывающий, какие функции выполняет система и образующие ее компоненты;

– системно-коммуникационный, раскрывающий взаимосвязь данной системы с другими, как по горизонтали, так и по вертикали;

– системно-интегративный, показывающий механизмы, факторы сохранения, совершенствования и развития системы;

Системно-исторический, отвечающий на вопрос, как, каким образом возникла система, какие этапы в своем развитии проходила, каковы ее исторические перспективы.

Быстрый рост современных организаций и уровня их сложности, разнообразие выполняемых операций привели к тому, что рациональное осуществление функций руководства стало исключительно трудным делом, но в тоже время еще более важным для успешной работы предприятия. Чтобы справится с неизбежным ростом числа операций и их усложнением, крупная организация должна основывать свою деятельность на системном подходе. В рамках этого подхода руководитель может более эффективно интегрировать свои действия по управлению организацией.

Системный подход способствует, как уже говорилось, главным образом выработке правильного метода мышления о процессе управления. Руководитель должен мыслить в соответствии с системным подходом. При изучении системного подхода прививается такой образ мышления, который, с одной стороны, способствует устранению излишней усложненности, а с другой – помогает руководителю уяснять сущность сложных проблем и принимать решения на основе четкого представления об окружающей обстановке. Важно структурировать задачу, очертить границы системы. Но столь же важно учесть, что системы, с которыми руководителю приходится сталкиваться в процессе своей деятельности, являются частью более крупных систем, возможно, включающих всю отрасль или несколько, порой много, компаний и отраслей промышленности, или даже все общество в целом. Эти системы постоянно изменяются: они создаются, действуют, реорганизуются и, бывает, ликвидируются.

Системный подход является теоретической и методологической основой системного анализа .

Общая характеристика системного подхода

Понятие системного подхода, его принципы и методология

Системный анализ - наиболее конструктивное направление, используемое для практических приложений теории систем к задачам управления. Конструктивность системного анализа связана с тем, что он предлагает методику проведения работ, позволяющую не упустить из рассмотрения существенные факторы, определяющие построение эффективных систем управления в конкретных условиях.

Под принципами понимаются основные, исходные положения, некоторые общие правила познавательной деятельности, которые указывают направление научного познания, но не дают указания на конкретную истину. Это выработанные и исторически обобщенные требования к познавательному процессу, выполняющие важнейшие регулятивные роли в познании. Обоснование принципов – первоначальный этап построения методологической концепции

К важнейшим принципам системного анализа следует отнести принципы элементаризма, всеобщей связи, развития, целостности, системности, оптимальности, иерархии, формализации, нормативности и целеполагания. Системный анализ представляется интегралом данных принципов.

Методологические подходы в системном анализе объединяют совокупность сложившихся в практике аналитической деятельности приемов и способов реализации системной деятельности. Наиболее важными среди них выступают системный, структурно-функциональный, конструктивный, комплексный, ситуационный, инновационный, целевой, деятельностный, морфологический и программно-целевой подходы.

Важнейшей, если не главной частью методологии системного анализа выступают методы. Их арсенал довольно велик. Разнообразны и подходы авторов при их выделении. Но методы системного анализа еще не получили достаточно убедительной классификации в науке.

Системный подход в управлении

2.1 Понятие системного подхода к управлению и его значение

Системный подход к управлению рассматривает организацию как целостную совокупность различных видов деятельности и элементов, находящихся в противоречивом единстве и во взаимосвязи с внешней средой, предполагает учет влияния всех факторов, воздействующих на нее, и акцентирует внимание на взаимосвязях между ее элементам .

Управленческие действия не просто функционально вытекают друг из друга, они оказывают друг на друга воздействие. Поэтому, если происходят изменения в одном звене организации, то они неизбежно вызывают изменения в остальных, а в конечном итоге организации (системе) в целом.

Итак, системный подход в управлении основывается на том, что всякая организация представляет собой систему, состоящую из частей, каждая из которых обладает своими собственными целями. Руководитель должен исходить из того, что для достижения общих целей организации необходимо рассматривать ее как единую систему. При этом необходимо стремиться выявить и оценить взаимодействие всех ее частей и объединить их на такой основе, которая позволит организации в целом эффективно достичь её целей. Значение системного подхода заключается в том, что в результате менеджеры могут проще согласовывать свою конкретную работу с работой организации в целом, если они понимают систему и свою роль в ней. Это особенно важно для генерального директора, потому что системный подход стимулирует его поддерживать необходимое равновесие между потребностями отдельных подразделений и целями всей организации Системный подход заставляет его думать о потоках информации, проходящих через всю систему, а также акцентирует внимание на важности коммуникаций.

Современный руководитель должен обладать системным мышлением. Системное мышление не только способствует развитию новых представлений об организации (в частности, особое внимание уделяется интегрированному характеру предприятия, а также первостепенному значению и важности систем информации), но и обеспечивает разработку полезных математических средств и приемов, значительно облегчающих принятие управленческих решений, использование более совершенных систем планирования и контроля.

Таким образом, системный подход позволяет комплексно оценить любую производственно-хозяйственную деятельность и деятельность системы управления на уровне конкретных характеристик. Это помогает анализировать любую ситуацию в пределах отдельно взятой системы, выявляя характер проблем входа, процесса и выхода. Применение системного подхода позволяет наилучшим образом организовать процесс принятия решений на всех уровнях системы управления.

2.2 Структура системы с управлением

Система с управлением включает три подсистемы (рис. 2.1): управляющую систему, объект управления и систему связи . Системы с управлением, или целенаправленные, называются кибернетическими. К ним относятся технические, биологические, организационные, социальные, экономические системы. Управляющая система совместно с системой связи образует систему управления.

Основным элементом организационно- технических систем управления является лицо, принимающее решение (ЛПР) - индивидуум или группа индивидуумов, имеющих право принимать окончательные решения по выбору одного из нескольких управляющих воздействий.

Рис. 2.1. Система с управлением

Основными группами функций системы управления (СУ) являются:

· функции принятия решений - функции преобразования содержания;

· информации ;

· рутинные функции обработки информации ;

· функции обмена информацией .

Функции принятия решений выражаются в создании новой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий).

Функции охватывают учет, контроль, хранение, поиск,

отображение, тиражирование, преобразование формы информации и т.д. Эта группа функций преобразования информации не изменяет ее смысл, т.е. это рутинные функции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Группа функций связана с доведением выработанных воздействий до объекта управления (ОУ) и обменом информацией между ЛПР (ограничение доступа, получение (сбор), передача информации по управлению в текстовой, графической, табличной и иных формах по телефону, системам передачи данных и т.д.).

2.3 Пути совершенствования систем с управлением

Совершенствование систем с управлением сводится к сокращению длительности цикла управления и повышению качества управляющих воздействий (решений). Эти требования носят противоречивый характер. При заданной производительности СУ сокращение длительности цикла управления приводит к необходимости уменьшения количества перерабатываемой информации, а, следовательно, к снижению качества решений.

Одновременное удовлетворение требований возможно лишь при условии, что будет повышена производительность управляющей системы (УС) и системы связи (СС) по передаче и переработке информации, причем повышение производительности

обоих элементов должно быть согласованным. Это исходное положение для решения вопросов по совершенствованию управления.

Основными путями совершенствования систем с управлением являются следующие.

1. Оптимизация численности управленческого персонала.

2. Использование новых способов организации работы СУ.

3. Применение новых методов решения управленческих задач.

4. Изменение структуры СУ.

5. Перераспределение функций и задач в УС.

6. Механизация управленческого труда.

7. Автоматизация.

Рассмотрим кратко каждый из этих путей:

1. Управляющая система - это прежде всего люди. Самый естественный путь, позволяющий поднять производительность, - разумное увеличение числа людей.

2. Организация работы управленческого персонала должна постоянно совершенствоваться.

3. Путь применения новых методов решения управленческих задач носит несколько односторонний характер, так как в большинстве случаев направлен на получение более качественных решений и требует увеличения времени.

4. При усложнении ОУ, как правило, производится замена простой структуры УС на более сложную, чаще всего иерархического типа, при упрощении ОУ - наоборот. Изменением структуры считается и введение обратной связи в систему. В результате перехода к более сложной структуре функции управления распределяются между большим числом элементов УС и производительность СУ повышается.

5. Если подчиненные УС могут решать самостоятельно лишь очень ограниченный круг задач, то, следовательно, центральный управляющий орган будет перегружен, и наоборот. Необходим оптимальный компромисс между централизацией и децентрализацией. Решить эту проблему раз и навсегда невозможно, так как функции и задачи управления в системах непрерывно изменяются.

6. Поскольку информация всегда требует определенного материального носителя, на котором она фиксируется, хранится и передается, то, очевидно, необходимы физические действия по обеспечению информационного процесса в СУ. Использование различных средств механизации позволяет значительно повысить эффективность этой стороны управления. К средствам механизации относятся средства для выполнения вычислительных работ, передачи сигналов и команд, документирования информации и размножения документов. В частности, использование ПЭВМ в качестве пишущей машинки относится к механизации, а не к автоматизации

управления.

7. Сущность автоматизации заключается в использовании

ЭВМ для усиления интеллектуальных возможностей ЛПР.

Все рассмотренные ранее пути ведут так или иначе к повышению производительности УС и СС, но, что принципиально, не повышают производительность умственного труда. В этом заключается их ограниченность.

2.4 Правила применения системного подхода в управлении

Системный подход в менеджменте основан на глубоких исследованиях причинных связей и закономерностей развития социально-экономических процессов. А так как существуют связи и закономерности, значит существуют и определенные правила. Рассмотрим основные правила применения системного в управлении.

Правило 1. Не компоненты сами по себе составляют суть целого (системы), а наоборот, целое как первичное порождает при своем членении или формировании компоненты системы, - это основной принцип системы.

Пример. Фирма как сложная открытая социально-экономическая система представляет собой совокупность взаимосвязанных отделов и производственных подразделений. Сначала следует рассматривать фирму как целое, ее свойства и связи с внешней средой и только потом - компоненты фирмы. Фирма как целое существует не потому, что в ней работает, допустим, лекальщик, а, наоборот, лекальщик работает потому, что функционирует фирма. В малых, простых системах могут быть исключения: система функционирует благодаря исключительному компоненту.

Правило 2 . Количество компонентов системы, определяющих ее размер, должно быть минимальным, но достаточным для реализации целей системы. Структура, например, производственной системы представляет собой сочетание организационной и производственной структур.

Правило 3 . Структура системы должна быть гибкой, с наименьшим числом жестких связей, способной быстро переналаживаться на выполнение новых задач, оказание новых услуг и т. п. Мобильность системы является одним из условий быстрого приспособления (адаптации) ее к требованиям рынка.

Правило 4 . Структура системы должна быть такой, чтобы изменения в связях компонентов системы оказывали минимальное влияние на функционирование системы. Для этого следует обосновывать уровень делегирования полномочий субъектами управления, обеспечивать оптимальную самостоятельность и независимость объектов управления в социально-экономических и производственных системах.

Правило 5 . В условиях развития глобальной конкуренции и международной интеграции следует стремиться к росту степени открытости системы при условии обеспечения ее экономической, технической, информационной, правовой безопасности.

Правило 6. Для повышения обоснованности инвестиций в инновационные и другие проекты следует изучать доминантные (преобладающие, наиболее сильные) и рецессивные признаки системы и вкладывать средства в развитие первых, наиболее эффективных.

Правило 7. При формировании миссии и целей системы следует отдавать приоритет интересам системы более высокого уровня как гарантии решения глобальных проблем.

Правило 8. Из всех показателей качества систем приоритет следует отдавать их надежности как совокупности проявляющихся свойств безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Правило 9 . Эффективность и перспективность системы достигается оптимизацией ее целей, структуры, системы менеджмента и других параметров. Поэтому стратегию функционирования и развития системы следует формировать на основе оптимизационных моделей.

Правило 10 . При формулировании целей системы следует учитывать неопределенность информационного обеспечения. Вероятностный характер ситуаций и информации на стадии прогнозирования целей снижает реальную эффективность инноваций.

Правило 11 . При формулировании стратегии системы следует помнить, что цели системы и ее компонентов в смысловом и количественном значениях, как правило, не совпадают. Однако все компоненты должны выполнять конкретную задачу по достижению цели системы. Если без какого-либо компонента можно достичь цели системы, значит, этот компонент лишний, надуманный или это результат некачественной структуризации системы. Это проявление свойства эмерджентности системы.

Правило 12 . При построении структуры системы и организации ее функционирования следует учитывать, что практически все процессы непрерывны и взаимообусловлены. Система функционирует и развивается на основе противоречий, конкуренции, многообразия форм функционирования и развития, способности системы к обучению. Система существует, пока функционирует.

Правило 13. При формировании стратегии системы следует обеспечивать альтернативность путей ее функционирования и развития на основе прогнозирования различных ситуаций. Наиболее непредсказуемые фрагменты стратегии следует планировать по нескольким вариантам, учитывающим различные ситуации.

Правило 14. При организации функционирования системы следует учитывать, что ее эффективность не равна сумме эффективностей функционирования подсистем (компонентов). При взаимодействии компонентов возникает положительный (дополнительный) или отрицательный эффект синергии. Для получения положительного эффекта синергии необходимо иметь высокий уровень организованности (низкую энтропию) системы.

Правило 15. В условиях быстро меняющихся параметров внешней среды система должна быть способной оперативно адаптироваться к этим изменениям. Важнейшими инструментами повышения адаптивности функционирования системы (компании) являются стратегическая сегментация рынка и проектирование товаров и технологий на принципах стандартизации и агрегатирования.

Правило 16. Единственным путем развития организационно-экономических и производственных систем является инновационный. Внедрение новшеств (в форме патентов, ноу-хау, результатов НИОКР и т.д.) в области новых товаров, технологий, методов организации производства, менеджмента и др. служит фактором развития общества.

3. Пример применения системного анализа в управлении

К управляющему большим административным зданием все возрастающим потоком поступали жалобы от работавших в этом здании служащих. В жалобах указывалось, что приходится слишком долго ждать лифта. Управляющий обратился за помощью к фирме, специализирующейся на подъемных системах. Инженеры этой фирмы провели хронометраж, показавший, что жалобы вполне обоснованы. Было установлено, что среднее время ожидания лифта превышает принятые нормы. Эксперты сообщили управляющему, что имеются три возможных способа решения задачи: увеличение числа лифтов, замена существующих лифтов быстроходными и введение специального режима работы лифтов, т.е. перевод каждого лифта на обслуживание только определенных этажей. Управляющий попросил фирму оценить все эти альтернативы и представить ему сметы предполагаемых затрат для реализации каждого из вариантов.

Через некоторое время фирма выполнила эту просьбу. Оказалось, что для реализации первых двух вариантов требуются затраты, которые, с точки зрения управляющего, не оправдывались доходом, приносимым зданием, а третий вариант, как выяснилось, не обеспечивало достаточного сокращения времени ожидания. Управляющий не был удовлетворен ни одним из этих предложений. Он отложил дальнейшие переговоры с этой фирмой на некоторое время, чтобы обдумать все варианты и принять решение.

Когда руководитель сталкивается с проблемой, кажущейся ему неразрешимой, он часто считает нужным обсудить ее с некоторыми своими подчиненными. В группу сотрудников, к которым обратился наш управляющий, входил один молодой психолог, работавший в отделе найма персонала, обслуживающего и ремонтировавшего это большое здание. Когда управляющий изложил собравшимся сотрудникам суть проблемы, этот молодой человек очень удивился самой ее постановке. Он сказал, что не может понять, почему служащие, которые, как известно, каждый день бесполезно теряют много рабочего времени, недовольны тем, что им приходится ждать лифта какие-то минуты. Не успел он высказать свое сомнение, как у него мелькнула мысль, что он нашел объяснение. Хотя служащие нередко бесполезно растрачивают свои рабочие часы, они в это время заняты чем-то хотя и непроизводительным, но зато приятным. А вот ожидая лифт, они просто томятся от безделья. При этой догадке лицо молодого психолога засветилось, и он выпалил свое предложение. Управляющий принял его, и спустя несколько дней проблема была решена при самых минимальных затратах. Психолог предложил повесить на каждом этаже у лифта большие зеркала. Эти зеркала, естественно, дали занятие ожидающим лифт женщинам, но перестали скучать и мужчины, которые теперь были поглощены разглядыванием женщин, делая вид, что не обращают на них никакого внимания.

Не важно, насколько достоверна эта история, но мысль, которую она иллюстрирует, чрезвычайно важна, Психолог рассматривал точно ту же проблему, что и инженеры, но он подошел к ней с других позиций, определяемых полученным образованием и интересами. В данном случае подход психолога оказался наиболее эффективным. Очевидно, что проблема была решена за счет изменения поставленной цели, которая же свелась не к сокращению времени ожидания, а к созданию впечатления, что оно стало меньше.

Таким образом, мы нуждаемся в упрощении систем, операций, процедур принятия решений и пр. Но этой простоты не так-то легко достичь. Это труднейшая задача. Старое высказывание: «Я пишу вам длинное письмо, так как у меня нет времени сделать его коротким», может быть перефразировано: «Я делаю это сложным, так как не знаю, как это сделать простым».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Кратко рассмотрен системный подход, его основные особенности, а также его основные особенности применительно к управлению.

В работе охарактеризованы структура, пути совершенствования, правила применения системного подхода и некоторые другие аспекты, встречающиеся при осуществлении управления системами, организациями, предприятиями, создании систем управления различного назначения.

Применение теории систем к управлению позволяет руководителю «увидеть» организацию в единстве составляющих ее частей, которые неразрывно переплетаются с внешним миром.

Ценность системного подхода для управления любой организации включает в себя два аспекта работы руководителя. Во-первых - это стремление добиться суммарной эффективности работы всей организации и не допустить, чтобы частные интересы какого-либо одного элемента организации повредили общему успеху. Во-вторых - необходимость добиваться этого в условиях организационной среды, которая всегда создает противоречащие друг другу цели.

Расширение применения системного подхода при принятии управленческих решений будет способствует повышению эффективности функционирования экономических и социальных всевозможных объектов.