1.Основы теории систем
В данном разделе мы рассмотрим основы теории систем и системный подход к изучению окружающего нас мира.
1.1.Подходы к исследованию окружающего мира
Известный нам мир безграничен и необъятен. Понять и описать его – задача современной науки.
По способу создания все объекты в мире делятся на 2 класса:
естественные, созданные природой;
искусственные, созданные человеком.
Искусственные объекты имеют важнейшее ограничение, состоящее в том, что они должны быть полезны для человека, а для этого и сохранять свою жизнеспособность в течение длительного времени. Если естественные объекты создавала природа и их форма и структура оттачивалась тысячелетиями, то у человека нет такого времени. Поэтому при создании искусственного объекта необходимо учесть объективные системные законы и закономерности, относящиеся к его созданию, функционированию и развитию, понять которые можно благодаря исследованию естественных объектов.
Рис.1 Иерархия уровней научного познания
Следовательно, для создания жизнеспособных, полезных для человека искусственных объектов необходимо познать законы функционирования естественных.
В современной науке можно выделить три основных уровня исследования сложных объектов, процессов и явлений (рис.1).
Каждый уровень научного познания относится к нижестоящему как «один ко многим». Например, закон диалектики, известный как «закон отрицания отрицания» в теории систем отражается как закономерность эволюции, закон жизненной кривой системы и т.д.
Анализ рис.1 показывает, что «теория систем – наука о правилах перехода с уровня на уровень, а естественные науки поставляют информацию о характере систем своего уровня» [15]. При этом теория систем не имеет смысла в отрыве от естественных наук, а они, в свою очередь, неспособны к серьёзным обобщениям без инструментария теории систем.
Цель и задачи дисциплины «Теория систем и системный анализ» в формировании системного мышления и выработке навыков исследования сложных систем с позиций системного подхода.
Исследованию предметной области теории систем и системного анализа посвящено множество работ, включая учебники (см., например [1, 4, 5, 7, 10, 15, 26, 27, 33, 37]).
Системный подход к научному познанию природы, общества и человека дал мощный импульс для развития в науке направления, известного под названием «теория систем». Главное научно-методическое значение системного подхода заключается в том, что он позволяет исследователям выявить и осознать принцип системности, проявляющейся практически во всех явлениях и процессах в природе и обществе и отдельно взятом человеке. Принцип системности состоит в том, что всякое целое, имеет свойства, отличные от свойств частей и должно рассматриваться и как отдельная сущность, связанная с более общими системами и как совокупность взаимосвязанных частей.
Помимо системного подхода, значительное влияние на развитие современной науки оказывают синергетический и информационный подходы, которые можно рассматривать как его дальнейшее развитие, дающее новые возможности для исследования сложных объектов, процессов и явлений (табл.1).
Таблица 1
Соотношение системных исследований и синергетики [14]
Системный подход |
Синергетический подход |
1. Акцент на статике систем, их морфологическом и функциональном описании |
1. Внимание на процессах роста, развития и разрушения систем |
2. Большое значение придаётся упорядоченности и равновесию |
2. Хаосу отводится важная роль в процессах движения систем |
3. Изучаются процессы организации систем |
3. Исследуется процессы самоорганизации систем |
4. Останавливается на стадии анализа структуры системы, абстрагируются от кооперативных процессов |
4. Подчеркивается кооперативность процессов, лежащих в основе самоорганизации и развития систем |
5. Проблема взаимосвязи рассматривается, в основном, как взаимосвязь компонентов внутри системы |
5. Учитывается совокупность внутренних и внешних взаимосвязей системы |
6. Источник движения в самой системе |
6. Подчёркивается большая роль среды в процессе изменения |
Синергетический подход позволил науке выявить новые грани факта самоорганизации и внутреннего развития системы. Дал возможность по-новому взглянуть на роль хаоса в природе и обществе. С позиции синергетики хаос – это не только стадия полной дезорганизации и разрушения структуры системы, но также и необходимое условие для зарождения нового процесса, это потенциальный источник нового развития более сложной и более высокоорганизованной системы.
Информационный подход открывает исследователю новую, информационную картину мироздания, качественно отличающуюся от классической вещественно-энергетической картины, которая сегодня не достаточна для современного представления об устройстве мироздания. Информационные процессы лежат в основе практически всех явлений в природе и обществе. Информационный подход позволяет увидеть многие процессы и явления в совершенно новом свете и выявить ранее не замеченные качества, которые оказываются важными для понимания сущности рассматриваемых явлений и их дальнейшего развития.
Толчок к развитию системных идей и системного подхода дали следующие три фактора (рис.2):
современные научные фундаментальные и прикладные исследования с подходом целостности и организованности объектов исследования (пример кибернетика, биология, психология и т.д.);
современная сложная техника и программное обеспечение, использующих системный подход как ведущий принцип разработки и проектирования;
организация производства и управления, социально-экономическая сфера общества, в которых при анализе процессов необходимо учитывать комплекс разнообразных факторов (экономические, экологические, социологические, организационные, психологические, правовые и этические аспекты).
Рис.2. Базис развития системного подхода
Следует отметить, что понятие «система», использованное в данном изложении не всегда правильно и однозначно интерпретируется, поэтому необходимо его отдельно рассмотреть и прокомментировать.