Специфика системного метода и классификация систем

 

Приведеиное выше интуитивное определение системы доста­ точно для того, чтобы отличать системы от таких совокупностей предметов и явлений, которые системами не являются. В нашей литературе для них не существует специального термина. Поэтому мы будем обозначать их заимствованным из англоязычной литера­ туры термином агрегаты. Кучу камней, вряд ли кто-либо назовет системой, в то время как физическое тело, состоящее из большого числа взаимодействующих молекул, или химическое соединение, образованное из нескольких элементов, а тем более живой орга­ низм, популяцию, вид и другие сообщества живых существ всякий будет интуитивно считать системой.

Чем мы руководствуемся при отнесении одних совокупностей к системам, а других - к агрегатам? Очевидно, что в первом случае

мы замечаем определенную целостность, единство составляющих систему элементов, а во втором случае такое единство и взаимо­ связь отсутствуют и установить их трудно, поэтому речь должна ид­ ти о простой совокупности, или агрегате, элементов.

Таким образом, для системного подхода характерно именно цело­ стное рассмотрение, установление взаимодействия составных частей

или элементов совокупности, несводимость свойств целого к свойст­

вам частей.

В науке мы встречаемся с многочисленными физическими, хи­

мическими, биологическими и социальными системами, свойства которых нельзя объяснить свойствами их элементов. В отличие от этого свойства простых совокупностей, или агрегатов, можно пред­ ставить как сумму свойств составляющих их частей. Например,

длина тела, состоящего из нескольких частей, также как и его вес, могут быть найдены путем суммирования соответственно длин и весов его частей, а температуру воды, полученную путем смешения разных ее объемов, нагретых до разных градусов, нельзя вычислить таким способом. Нередко поэтому говорят, что если свойства про­ стых совокупностей аддитивны, т.е. суммируются или складываются из величин их частей, то свойства систем как целостных образова­ ний неаддитивны.

Следует, однако, отметить, что различие между системами и аг­ регатами, или простыми совокупностями объектов, имеет не абсо­ лютный, а относительный характер и зависит от того, как подходят к исследованию совокупности. Ведь даже кучу камней можно рас­ сматривать как некоторую систему, элементы которой взаимодейст-

вуют по закону всемирного тяготения. Тем не менее здесь мы не обнаруживаем возникновения новых целостных свойств, которые присущи подлинным системам. Этот отличительный признак сис­ тем, заключающийся в наличии у них новых интегративных, цело­ стных свойств, которые возникают вследствие взаимодействия со­ ставляющих их частей или элементов, всегда следует иметь в виду при их определении.

В последние годы предпринималось немало попыток дать логи­ чески корректное определение понятию системы. Поскольку в ло­ гике типичным способом является определение через ближайший род и видовое отличие, то в качестве родового понятия обычно вы­ бирались наиболее общие понятия математики и даже философии. В современной математике таким понятием считается понятие мно­ жества, введенное в конце XIX в. века немецким математиком Г. Кантором для обозначения любой совокупности математических объектов, обладающих некоторым общим свойством. Поэтому амери­ канские ученые Р. Фейджин и А Холл воепользавались понятием множества для логического определения системы. <<Система - пишут они, - это множество объектов вместе с отношениями между объ­ ектами и между их атрибутами (свойствами)>>.

Такое определение нельзя считать корректным хотя бы потому, что самые различные совокупности объектов можно назвать множе­ ствами и для многих из них можно установить определенные отно­ шения между объектами, так что видовое отличие для систем для них не указано. Дело, однако, не столько в формальной некоррект­ ности определения, сколько в его содержательном несоответствии действительности. В самом деле, в нем не отмечается, что объекты, составляющие систему, взаимодействуют между собой таким обра­ зом, что они обусловливают возникновение новых, целостных, сис­ темных свойств. По-видимому, такое предельно широкое понятие, как систему, нельзя определить чисто логически через другие, более общие, понятия. Поэтому его следует признать исходным и неопре­ деляемым понятием, содержание которого можно лишь объяснить с помощью примеров. Именно так обычно и поступают в науке, ко­ гда приходится иметь дело с исходными, первоначальными ее по­ нятиями, например с множеством в математике или массой и заря­ дом в физике.

Для лучшего понимания природы систем необходимо рассмот­ реть сначала их строение и структуру, а затем и классификацию.

Строение системы характеризуется теми компонентами, из кото­ рых она образована. Такими компонентами являются: подсистемы, части или элементы системы- в зависимости от того, какие едини­ цы принимаютел за основу деления.

Подсистемы составляют части системы, которые обладают опре­

деленной автономностью, но в то же время подчинены системе и

управляются ею. Обычно они вьщеляются в особым образом органи­ зованных системах, которые называются иерархическими.

Элементами называют наименьшие единицы системы, хотя в принципе любую часть можно рассматривать в качестве элемента, если отвлечься от ее размера.

В качестве типичного примера иерархической организации

системы можно привести человеческий организм, который состоит из нервной, дыхательной, пищеварительной и других подсистем, часто называемых просто системами. В свою очередь, подсистемы

содержат в своем составе определенные органы, которые состоят из тканей, а ткани - из клеток, клетки - из молекул. Многие живые и социальные системы построены по такому же иерархическому принципу, где каждый уровень организации, обладая известной ав­ тономностью, в то же время подчинен предшествующему, более высокому уровню. Такая тесная взаимосвязь и взаимодействие ме­ жду различными компонентами обеспечивают системе как целост­ ному, единому образованию наилучшие условия для существования и развития.

Структурой системы называют совокупность тех специфиче­ ских взаимосвязей и взаимодействий, благодаря которым возника­ ют новые целостные свойства, присущие только системе и отсутст­ вующие у отдельных ее компонентов. В западной литературе такие свойства называют эмерджентными, т.е. возникающими в результа­ те взаимодействия, и присущими только системам. В зависимости от конкретного характера взаимодействия между компонентами мы различаем различные типы систем: электромагнитные, атомные, ядерные, химические, биологические и социальные. В рамках этих типов можно, в свою очередь, рассматривать отдельные виды систем.

В принципе к каждому отдельному объекту можно подойти с системной точки зрения, поскольку он представляет собой опреде­ ленное целостное образование, способное к самостоятельному су­ ществованию. Так, например, молекула воды, образованная из двух атомов водорода и одного атома кислорода, представляет собой систему, компоненты которой взаимосвязаны силами электромаг­ нитного взаимодействия. Весь окружающий нас мир, его предметы. явления и процессы оказываются совокупностью самых разнооб­ разных по конкретной природе и уровню организации систем. Ка­ ждая система в этом мире взаимодействует с другими системами.

Для более тщательного исследования часто выделяют также те сис­ темы, с которыми данная система взаимодействует непосредственно, и которые называют окружением, или внешней средой, системы. Все реальные системы в природе и обществе являются отюрытыми и, следовательно, взаимодействующими с окружением путем обмена веществом, энергией и информацией. Представление о закрытой, или изолированной, системе является далеко идущей абстракцией и

потому адекватно не отражающей реальности, ибо никакая реаль­ ная система не может быть полностью изолирована от воздействия других систем, составляющих ее окружение. Внеорганической при­ роде открытые системы могут обмениваться с окружением либо ве­ ществом, как это происходит в химических реакциях, либо энергией, когда система получает свежую энергию из окружения и рассеивает в ней <<отработанную>> энергию в виде тепла. В живой природе системы обмениваются с окружением кроме вещества и энергии также и ин­ формацией, посредством которой происходит управление в самих системах и передача наследственных признаков от организмов к по­ томкам. Особое значение обмен информацией приобретает в соци­ ально-экономических и культурно-гуманитарных системах, где он служит основой для всей коммуникативной деятельности людей.

Классификация систем и методов их исследования может произ­ водиться по самым разным основаниям деления. Прежде всего, все системы можно разделить на системы материальные и идеальные, или концептуальные. К материальным системам относится подав­ ляющее большинство систем неорганического, органического и от­ части социального характера. Все материальные системы, в свою очередь, могут быть разделены на основные классы, соответственно той форме движения материи, которую они представляют. В связи с этим обычно различают гравитационные, физические, химические, биологические, геологические, экологические и социальные систе­ мы. Среди материальных систем выделяют также искусственные системы, специально созданные обществом технические и техноло­ гические системы, служащие для производства материальных благ.

Все эти системы называются материальными, или объективны­ ми по характеру, потому что их содержание и свойства не зависят от познающего субъекта. Однако субъект может все глубже, полнее и точнее познавать их свойства и закономерности с помощью соз­ даваемых им концептуальных систем. Именно поэтому такие систе­ мы называются идеальными, или концептуальными, поскольку пред­ ставляют собой относительно верное отображение материальных, объективно существующих в природе и обществе систем.

Наиболее типичным примерам концептуальной системы явля­ ется научная теория, в которой с помощью понятий, обобщений и законов выражаются объективные, реальные связи и отношения, существующие в конкретных природных и социальных системах. Системный характер научной теории ясно представлен в самом ее построении, когда отдельные ее понятия, суждения, законы не пе­ речисляются как попало, но объединяются в рамках определенной системной структуры. В этих целях обычно выделяются несколько основных, или первоначальных, ее понятий, на базе которых по правилам логики определяются другие понятия - производные, или вторичные. Аналогично этому среди всех суждений теории вы-

бираются некоторые исходные, или основные, суждения, которые в математических теориях называются аксиомами, а в естественнона­ учных теориях - законами или принципами. Например, в класси­ ческой механике такими основными суждениями являются три ос­ новных закона механики, в специальной теории относительности - принципы постоянства скорости света и относительности. В матема­ тизированных теориях физики соответствующие законы часто выра­ жаются с помощью систем уравнений, как это представлено Мак­ свеллом в его теории электромагнетизма. В биологических и соци­ альных теориях чаще ограничиваются словесными формулировками законов. Так, основное содержание эволюционной теории Дарвина можно выразить с помощью трех основных принципов или даже единственного принципа естественного отбора.

Все наше знание не только в области науки, но и в других сфе­

рах деятельности мы стремимся определенным образом системати­ зировать, чтобы стала ясной логическая взаимосвязь отдельных су­ ждений, а также всей структуры знания в целом. Отдельное, изоли­ рованное суждение не представляет особого интереса для науки. Только тогда, когда его удается логически связать с другими эле­ ментами знания, в частности с суждениями теории, оно приобрета­ ет определенный смысл и значение. Поэтому важнейшая функция научного познания состоит как раз в систематизации всего накоп­ ленного знания, при котором отдельные суждения, выражающие знание о конкретных фактах, объединяются в рамках определенной концептуальной системы.

Другие классификации в качестве основания деления рассмат­ ривают признаки, характеризующие состояние системы, ее поведе­

ние, взаимодействие с окружением, целенаправленность и предска­

зуемость поведения и т.п. свойства.

Наиболее простой классификацией является деление систем на

статические и динамические, которое во многом является условным, так как все в мире находится в постоянном изменении и движении. Однако поскольку даже в механике мы различаем статику и дина­ мику, то целесообразнее рассматривать специально также и стати­ ческие системы.

Среди динамических систем обычно выделяют детерминистиче­ ские и стохастические. Такая классификация, как мы уже знаем, основывается на характере предсказания движения или поведения систем. Как отмечалось в предыдущих главах, предсказания, осно­ ванные на изучении поведения детерминистских систем, имеют вполне однозначный и достоверный характер. Именно такими яв­ ляются динамические системы, исследуемые в классической меха­ нике и астрономии. В отличие от них стохастические системы имеют дело с массовыми или повторяющимися случайными событиями и

явлениями. Поэтому предсказания в них имеют не достоверный, а лишь вероятностный характер.

По характеру взаимодействия с окружающей средой различают,

как мы уже отметили, системы открытые и закрытые (изолированные), а иногда выделяют также частично открытые. Такая классифика­ ция носит в основном условный характер, ибо представление о за­ крытых системах возникло в классической термодинамике как оп­ ределенная абстракция, которая оказалась не соответствующей объ­ ективной действительности, ибо подавляющее большинство систем, если не все, являются открытыми.

Многие сложноорганизованные системы, встречающиеся в со­ циальном мире, являются целенаправленными, т.е. ориентированны­ ми на достижение одной или нескольких целей, причем в разных подсистемах и на разных уровнях организации эти цели могут быть отличными и даже конфликтовать друг с другом.

Классификация систем дает возможность рассмотреть множе­ ство существующих в науке систем ретроспективно, т.е. задним числом, что достаточно важно. Однако для исследователя значи­ тельно болыпий интерес представляет изучение метода и перспек­ тин системного подхода в конкретных условиях его применения.