Метод и перспектины системного исследования

 

В неявной форме системный подход в простейшем виде приме­ нялея в науке с самого начала ее возникновения. Даже тогда, когда отдельные науки занимались накоплением и обобщением первона­ чального фактического материала, идея систематизации и единства лежала в основе всех поисков новых фактов и приведения их в единую систему научного знания.

Однако появление системного метода как особого способа ис­ следования многие относят ко времени Второй мировой войны и наступившему мирному периоду. Во время войны ученые столкну­ лись с проблемами комплексного характера, которые требовали учета взаимосвязи и взаимодействия многих факторов в рамках це­ лого. К таким проблемам относились, в частности, планирование и проведение военных операций, вопросы снабжения и организации армии, принятие решений в сложных условиях и т.п. На этой осно­ ве возникла одна из первых системных дисциплин, названная ис­ следованием операций. Применение системных идей к анализу эко­ номических и социальных процессов способствовало появлению теории игр и теории принятия решений.

Пожалуй, самым значительным шагом в формировании идей

системного метода стала кибернетика как общая теория управления в технических системах, живых организмах и обществе. В ней наи­ более отчетливо виден новый подход к исследованию различных по конкретному содержанию систем управления. Хотя отдельные тео­ рии управления существовали и в технике, и в биологии, и в соци­ альных науках, тем не менее единый, междисциплинарный подход дал возможность раскрыть более глубокие и общие закономерности управления, которые заслонялись массой второстепенных деталей при конкретном исследовании частных систем управления.

В рамках кибернетики впервые бьшо ясно показано, что про­ цесс управления с самой общей точки зрения можно рассматривать как процесс накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление можно отобразить с помощью определенной последовательности алгоритмов, или точных предписаний, посред­ ством которых осуществляется достижение поставленной цели. Вскоре после этого алгоритмы бьши использованы для решения различных других задач массового характера, например управления

 

 

1 Нригожин JL, Никалис Г. Познание сложного.- М., 1990.- С. 7.

транспортными потоками, технологическими процессами в метал­ лургии и машиностроении, организации снабжения и сбыта про­ дукции, регулирования движения и т.д.

Появление быстродействующих компьютеров оказалось той не­ обходимой технической базой, с помощью которой можно бьшо обрабатывать разнообразные алгоритмически описанные процессы. Алгоритмизация и компьютеризация ряда производственно-техни­ ческих, управленческих и других процессов стали, как известно, со­ ставными элементами современной научно-технической револю­ ции, связавшей воедино новые достижения науки с результатами развития техники.

Чтобы лучше понять сущность системного метода, необходимо с самого начала отметить, что понятия, теории и модели, на которые он опирается, применимы для исследования предметов и явлений са­ мого конкретного различного содержания. В этих целях приходится абстрагироваться, отвлекаться от конкретного содержания отдельных, частных систем и выявить то общее, существенное, что присуще всем системам определенного рода.

Наиболее общим приемом для реализации этой цели служит математическое моделирование. С помощью математической модели отображаются наиболее существенные количественные и структур­ ные связи между элементами некоторых родственных систем. Затем эта модель рассчитывается на компьютере, а результаты вычисле­ ний сравниваются с данными наблюдений и экспериментов. Воз­ никающие расхождения устраняется путем внесения дополнений и изменений в первоначальную модель.

Обращение к математическим моделям диктуется самим харак­

тером системных исследований, в процессе которых приходится иметь дело с наиболее общими свойствами и отношениями разнооб­ разных конкретных, частных систем. В отличие от традиционного подхода, оперирующего двумя или несколькими переменными, сис­ темный метод предполагает анализ целого множества переменных. Связь между этими многочисленными переменными, выраженными на языке различных уравнений и их систем, представляет собой ма­ тематическую модель. Эта модель вначале выдвигается в качестве некоторой гипотезы, которая в дальнейшем должна быть проверена с помощью опыта.

Очевидно, что прежде чем построить математическую модель, какой-либо системы, необходимо выявить то общее, качественно однородное, что присуще разным видам однотипных систем. До тех пор, пока системы не будут изучены на качественном уровне, ни о какой количественной математической модели не может быть речи. Ведь для того чтобы выразить любые зависимости в математической форме, необходимо найти у разных конкретных систем предметов и явлений однородные свойства, например, размеры, объем, вес, и т.п.

С помощью выбранной единицы измерения эти свойства можно представить в виде чисел и затем выразить отношения между свой­ ствами как зависимости между отображающими их математически­ ми уравнениями и функциями.

Построение математической модели имеет существенное пре­ имущества перед простым описанием систем в качественных терми­ нах, потому что оно дает возможность делать точные прогнозы о по­ ведении систем, которые гораздо легче проверить, чем весьма неоп­ ределенные и общие качественные предсказания. Таким образом, при математическом моделировании систем наиболее ярко прояв­ ляется эффективность единства качественных и количественных методов исследования, характеризующая магистральный путь разви­ тия современного научного познания.

Обратимся теперь к вопросу о преимущества.х и перспектива.х сис­ темного метода исследования.

Для начала заметим, что возникновение самого системного ме­

тода и его применение в естествознании и других науках знаменуют

значительно возросшую зрелость современного этапа их развития. Прежде чем наука могла перейти к этому этапу, она должна бьша

исследовать отдельные стороны, особенности, свойства и отноше­ ния тех или иных предметов и явлений, изучать части в отвлечении от целого, простое отдельно от сложного. Такому периоду, как от­ мечалось в главе 1, соответствовал дисциплинарный подход, когда каждая наука сосредоточивала все внимание на исследовании спе­ цифических закономерностей изучаемого ею круга явлений. Со вре­ менем стало очевидным, что такой подход не дает возможности раскрыть более глубокие закономерности, присущие широкому классу взаимосвязанных явлений, не говоря уже о том, что он ос­ тавляет в тени взаимосвязь, существующую между разными класса­ ми явлений, каждый из которых бьш предметом обособленного изучения отдельной науки.

Междисциплинарный подход, сменивший дисциплинарный, стал, как мы видели, все шире применяться для установления законо­ мерностей, присущих разным областям явлений, и получил даль­

нейшее развитие в различных формах системных исследований, как

в процессе своего становления, так и в конкретных приложениях.

Системный метод прошел разные этапы, что отразилось на са­

мой терминологии, которая, к сожалению, не отличается единст­ вом. С точки зрения практической значимости можно выделить:

• системотехнику, занимающуюся исследованием, проектиро­ ванием и конструированием новейших технических систем, в которых учитывается не только работа механизмов, но и дей­ ствия человека-оператора, управляющего ими; это направле­ ние разрабатывает некоторые принципы организации и само­ организации, выявленные кибернетикой, и в настоящее вре-

мя приобретает все большее значение в связи с внедрением человекомашинных систем, в том числе и компьютеров, ра­ ботающих в режиме диалога с исследователем;

• системный анализ, который занимается изучением комплекс­ ных и многоуровневых систем; хотя такие системы обычно состоят из элементов разнородной природы, но они опреде­ ленным образом связаны и взаимодействуют друг с другом и поэтому требуют целостного, системного анализа (к ним отно­ сятся, например, система организации современной фабрики или завода, в которых в единое целое объединены производство, снабжение сырьем, сбыт товаров и инфраструктура).

Особый интерес для науки представляют, конечно, системы в точном смысле слова, которые изучают специфические свойства систем, состоящих из объектов единой природы, например физиче­ ские, химические, биологические и социальные системы.

Если системотехника и системный анализ фактически являются

приложениями некоторых системных идей в области организации производства, транспорта, технологии и других отраслей народного хозяйства, то теория систем исследует общие свойства систем, изу­

чаемых в естественных, технических, социально-экономических и гуманитарных науках.

Может возникнуть вопрос: если конкретные свойства упомяну­ тых выше систем изучаются в отдельных науках, то зачем нужен особый системный метод? Чтобы правильно ответить на него, необ­ ходимо ясно указать, что именно изучают конкретные науки и тео­ рия систем, когда применяются к одной и той же области явлений. Если для физика, биолога или социолога важно раскрыть конкрет­ ные, специфические связи и закономерности изучаемых систем, то задача теоретика систем состоит в том, чтобы выявить наиболее об­ щие свойства и отношения таких систем, показать, как проявляются в них общие принципы системного метода. Иначе говоря, при сис­ темном подходе каждая конкретная система выступает как частный случай общей теории систем.

Говоря об общей теории систем, следует отдавать себе ясный от­ чет о характере ее общности. Дело в том, что в последние годы вы­ двигается немало проектов построения таких общих теорий, прин­ ципы и утверждения которых претендуют на универсальность. Один из инициаторов создания подобной теории Л. фон Берталанфи, внесший значительный вклад в распространение системных идей, формулирует ее задачи следующим образом: <<предмет этой теории составляет установление и вывод тех принципов, которые справед­ ливы для <<систем>> в целом, т.е. мы можем задаться вопросом о принципах, применимых к системам вообще, независимо от их фи­ зической, биологической или социальной природы. Если мы поста­ вим такую задачу и подходящим образом определим понятие сие-

темы, то обнаружим, что существуют модели, принципы и законы, которые применимы к обобщенным системам независимо от их ча­ стного вида, элементов или <<СИЛ>> их составляющих.

Спрашивается, какой характер должна иметь такая, не просто

общая, а по сути дела универсальная теория систем? Очевидно, чтобы стать применимой везде и всюду, такая теория должна абст­ рагироваться от любых конкретных, частных и особенных свойств

отдельных систем. Но в таком случае из ее понятий и принципов нельзя логически вывести конкретные свойства отдельных систем, как на этом настаивают сторонники общей, или, лучше сказать, универсальной теории. Другое дело, что некоторые общие систем­ ные понятия и принципы могут быть использованы для лучшего понимания и объяснения конкретных систем.

Фундаментальная роль системного метода заключается в том, что с его помощью достигается наиболее полное выражение един­ ства научного знания. Это единство проявляется во взаимосвязи различных научных дисциплин, которая выражается в возникнове­ нии новых дисциплин на <<стыке>> старых (физическая химия, хими­ ческая физика, биофизика, биохимия. биогеохимия и другие), в по­ явлении междисциплинарных направлений исследования (киберне­ тика, синергетика, экологические программы и т.п.). Кроме того, системный подход дает возможность выявить единство и взаимо­ связь в рамках отдельных научных дисциплин. Как уже отмечалось выше, свойства и закономерности реальных систем в природе нахо­ дят свое отображение, прежде всего, в научных теориях отдельных дисциплин естествознания. Эти теории, в свою очередь, связывают­ ся друг с другом в рамках соответствующих дисциплин, а последние как раз и составляют естествознание как учение о природе в целом.

Итак, единство, которое выявляется при системном подходе к науке, заключается прежде всего в установлении связей и отноше­ ний между самыми различными по сложности организации, уровню познания и целостности охвата концептуальными системами, с по­ мощью которых отображается рост и развитие нашего знания о природе. Чем обширнее рассматриваемая система, чем сложнее по уровню познания, иерархической организации, тем больший круг явлений она в состоянии объяснить. Таким образом, единство зна­ ния находится в прямой зависимости от его системности.

С позиций системности, единства и целостности научного зна­

ния становится возможно правильно подойти к решению таких проблем, как редукция, или сведение одних теорий естествознания к другим, синтез, или объединение кажущихся далекими друг от дру­

га теорий, их подтверждения и опровержения данными наблюдений и экспериментов.

Редукция, представляет собой вполне допустимую теоретическую

процедуру, ибо выражает тенденцию к установлению единства научно-

го знания. Когда Ньютон создал свою механику и теорию гравитации, то тем самым он продемонстрировал единство законов движения зем­ ных и небесных тел. Аналогично этому использование спектрального анализа для установления единства химических элементов в структуре небесных тел бьшо крупным достижением в физике. В наше время сведение редукция некоторых свойств и закономерностей биологиче­ ских систем к физико-химическим свойствам явилось основой эпо­ хальных открытий в области изучения наследственности, синтеза белковых тел и эволюции.

Однако редукция оказывается приемлемой и эффективной толь­ ко тогда, когда используется для объяснения однотипных по содер­ жанию явлений и систем. Действительно, когда Ньютону удалось свести законы движения небесной механики к законам земной меха­ ники и установить единство между ними, то это оказалось возмож­ ным только потому, что они описывают однотипные процессы меха­ нического движения тел. Чем больше одни процессы отличаются от других, чем они качественно разнородны, тем труднее поддаются ре­ дукции. Поэтому закономерности более сложных систем и форм движения нельзя полностью свести к законам низших форм или бо­ лее простых систем. Обсуждая концепцию атомизма, мы убедились, что, несмотря на огромные успехи в объяснении свойств сложных веществ посредством простых свойств, составляющих их атомов, эта концепция имеет определенные границы. Ведь общие, целостные свойства систем не сводятся к сумме свойств его компонентов, а возникают в результате их взаимодействия. Такой новый, системный подход в корне подрывает представления о прежней естественнона­ учной картине мира, когда природа рассматривалась как простая со­ вокупность различных процессов и явлений, а не тесно взаимосвя­ занных и взаимодействующих систем, различных как по уровню ор­ ганизации, так и по их сложности.