История возникновения и становления системного подхода. Сущность системного подхода.

Появление системной парадигмы объясняется тем, что, с одной стороны, был накоплен большой опыт исследований в области предметных наук, занимающихся изучением физических, биологических, информационных, психологических, социальных, экономических, экологических систем, требующий обобщения и систематизации.

С другой стороны, на протяжении всего XX столетия накапливался огромный пласт различных проблем, для решения которых было необходимо участие экспертов из различных областей знаний.  Причем потребовались специалисты широкого профиля, способные обобщать и систематизировать междисциплинарные знания. Возникла потребность в создании фундаментальных системных знаний.

Таким образом, возникла необходимость в разработке целостной теоретической базы, позволяющей обобщить предметные знания о законах и закономерностях, принципах и методах изучения, формирования, организации и управления системами разной природы. Такое обобщение знаний о системах разной природы стали называть системными исследованиями.

Системные исследования связаны с разработкой совокупности познавательных средств, методов и приемов изучения объектов как систем, созданием теоретических и практических знаний и формированием системного мышления.

Системный подход — методологическое направление в науке, основная задача которого состоит в разработке методов исследования и конструирования сложно организованных объектов — систем разных типов и классов.

В двадцатом веке системный подход становится одним из ведущих в научном познании, что связано в первую очередь с изменением типа научных и практических задач. В целом ряде областей науки центральное место начинают занимать проблемы изучения организации и функционирования сложных саморазвивающихся объектов -  биологических, социальных, технических, и это потребовало их рассмотрения как систем. Системный подход используется во многих областях знания, хотя в различных областях он проявляется по-разному. Так, в технических науках речь идет о системотехнике, в кибернетике – о системах управления, в биологии – о биосистемах и их структурных уровнях.

Таким образом, становление системной методологии явилось важным и закономерным этапом развития современной науки, и в итоге этого развития сформировался общий научный метод, применимый в различных областях знания.

Теоретическую основу «системного движения» создали научные работы таких ученых, как Н. Винер, А. А. Богданов, Л. фон Берталанфи, И.  В. Блауберг, В. Н. Садовский, А. И. Уёмов, Ю. А. Урманцев, Э. Г. Юдин, Ю. И. Черняк, У. Р. Эшби и многие другие. Каждый внес неоценимый вклад в развитие современной теории систем и методов системных исследований, которые постоянно развиваются и дополняются новыми знаниями на основе их синтеза.

К числу основоположников системного подхода можно отнести А. А. Богданова, внесшего важный вклад в становление системных представлений. В 1911 г. вышел в свет первый том его книги «Всеобщая организационная наука (Тектология)», а в 1925 г. – третий.

Тектология Богданова — это общая теория организации и дезор­ганизации, наука об универсальных типах и закономерностях структурного преобразования любых систем. Основная идея тектологии состоит в тождественности организации систем разных уровней — от микромира до биологических и социальных систем.

Предметом тектологии является организационная деятельность в природе и обществе, целью – систематизация организационного опыта.

В качестве основной идеи тектологии выступает признание необходимости подхода к любому явлению с точки зрения организованности. Законы организации систем едины для любых объектов, материальных и духовных, благодаря чему возможно их обобщенное изучение. А. А. Богданов подвергает специальному анализу основные организационные механизмы, т. е. механизмы формирования, регулирования и развития систем.

Организация, по утверждению А.А. Богданова, представляет собой в наиболее общей абстрактной форме организованное целое и является предельно общим понятием для любой статической системы. Понятие «организация» как упорядоченное состояние целого тождественно понятию «система». Понятием противоположным «системе», является понятие «хаос», т.е. беспорядок, дезорганизация. Система – это организация в статике, т.е. некоторое зафиксированное на данный момент состояние упорядоченности. Это вовсе не отрицает системной динамики как развития самой системы во времени. Но в этом случае с организационной точки зрения это будут уже другие системы, с другой структурой, связями, функциями, можно сказать – уже другой организации.

А. Богданов сформулировал тектологический закон наименьших, в силу которого прочность цепи определяется наиболее слабым из его звеньев («скорость эскадры определяется скоростью движения самого медленно плывущего корабля»). Идея "наиболее слабого звена" позднее легла в основу метода сетевого планирования и управления, широко применяемого в настоящее время в различных областях человеческой деятельности.

Эти и многие другие суждения А. Богданова позволяют говорить о бесспорно глубоком родстве его тектологии с такими современными отраслями научного знания, как кибернетика, теория систем, теория организации и др

 

Особое внимание в тектологии уделяется закономерностям развития организации, принципам организованности и динамичности, тесно связанным с принципом целостного рассмотрения отдельных явлений и мира в целом, роли открытых систем, значению обратных связей, учету целей организации.

А.А. Богданов подчеркивал значение моделирования и математики как потенциальных методов решения задач тектологии. Высказанные им суждения и полученные научные выводы во многом предвосхитили рождение теории систем и кибернетики и были интегрированы ими.

 

Основной вклад Л. фон Берталанфи в возникновение и развитие системного подхода связан с разработкой общей теории систем, он является основоположником этого направления. 

Термин «общая теория систем» восходит к одноимённому труду Людвига фон Берталанфи 1968 г., целью которого было собрать вместе всё, что он обнаружил в своей работе, будучи биологом. Общая теория систем рассматривает закономерности, по которым развиваются все системы. Еще в 30-х годах XX века Людвиг фон Берталанфи ввёл понятие «открытых систем», которые – в отличие от «закрытых систем», изучаемых классической физикой, подпитываются (!) потоком материи и энергии из окружающей среды. Общая теория систем рассматривалась Л. фон Берталанфи как обобщение развитой им в 30-е годы двадцатого века теории открытых систем.

С 1937 г. Л. Берталанфи развивал "Allgemeine Systemlehre" (обучение общей теории систем), а с 1946 г. начал публикации по этой теме. Его желанием было использовать слово «система» для описания принципов, которые являются общими для всех систем. В своей книге он писал:

«…существуют модели, принципы и законы, которые применимы к обобщённым системам или их подклассам, независимые от их особого рода, природы их компонентов, типов связей между ними. Кажется, что можно создать теорию, которая бы изучала не системы какого-то определённого рода, но дававшая понимание принципов систем в общем».

 

По мнению Л. фон Берталанфи, живой организм представляет собой нечто большее, чем сумму отдельных элементов, поскольку использует для организации их взаимодействия принцип синергизма.

 

Все организмы существуют в тесной взаимосвязи с внешней средой, их функции и структура поддерживаются с помощью непрерывного обмена информацией с нею. Поэтому любой организм, а применительно к управлению – любая организация может рассматриваться как открытая система. Теория открытых систем рассматривает организации в качестве комплексных систем, состоящих из частей, которые следует изучать как единое целое. Основной задачей организации является обеспечение выживания за счет трансформирования внешних воздействий и адаптации к происходящим изменениям.

 

Сначала он применил идею открытых систем к объяснению ряда проблем биологии и генетики, но потом пришел к выводу, что методология системного подхода является более широкой и может быть применима в различных областях науки. Так возникла идея общей теории систем. применимой к системам любой природы.

 

На протяжении 1940-х и 1950-х гг. Л. фон Берталанфи занимался разработкой общей теории систем, определением общих принципов и законов поведения систем безотносительно к их специальному виду и природе составляющих их элементов.

Таким образом, Л. фон Берталанфи дал первый импульс развитию нового системного направления в науке вообще и науке управления в частности.

Появление и формирование кибернетики как науки, изучающей сложные динамические системы, явилось новым этапом в развитии системного подхода.

 

В 1948 г. Н. Винер опубликовал книгу «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», в которой провозгласил единство принципов управления в биологических, социальных и технических системах.

 

По определению А. И. Берга, кибернетика – это наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами. А. Н. Колмогоров предложил другое определение: кибернетика – это наука о системах, воспринимающих, хранящих, перерабатывающих и использующих информацию.

 

Впервые было доказано, что процесс управления прежде всего связан с накоплением, передачей и преобразованием информации. Н. Винер обосновал информационную сущность управления системой как информационное взаимодействие между ее элементами или системой и средой. Информация играет определяющую роль в процессе управления. Само же управление можно отобразить с помощью определенной последовательности действий (алгоритмов) или точных предписаний, посредством которых осуществляется достижение поставленной цели. Кибернетика изучает проблемы формирования и передачи управляющих воздействий для достижения заданного состояния системы произвольной природы, т. е. достижения определенного уровня ее организации.

 

С кибернетикой связано развитие системных представлений, таких как типизация моделей систем, выявление особого значения обратных связей в системе, подчеркивание принципа оптимальности в управлении и синтезе систем, осознание информации как всеобщего свойства материи и возможности ее количественного описания, развитие методологии моделирования вообще и в особенности идеи математического эксперимента с помощью ЭВМ.

 

В 1948 г. английский биолог У. Р. Эшби издал книгу «Введение в кибернетику», в которой перенес идеи «отца» кибернетики Н. Винера на биологические системы. Он ввел понятие «гомеостаза» для объяснения процессов саморегуляции и самоорганизации в организационных системах на основе информационного и энергетического обмена.

Ранее, в 1929 (1932) г. американский физиолог Уолтер Кэннон предложил для обозначения постоянства внутренней среды организма этот термин “гомеостаз”. Он показал, что способность организма к поддержанию гомеостаза обеспечивается специальными системами регуляции, которые можно рассматривать по-отдельности как связанные между собой "системы гомеостаза".

Гомеостаз (гр. homeo – подобный, stasis – состояние) – обозначает постоянство состава внутренней среды и некоторых функций организма (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и т.д.). Таким образом, термин «гомеостаз» – это не просто химическое постоянство среды или физиологических свойств организма, а особая устойчивость организма в пределах «нормы». Выход колебаний среды за пределы «нормы» ведет к патологии.

 

Простейший пример гомеостаза находится в домашней системе отопления. Термостат на стене задает комнатную температуру; когда температура в зимний день опускается ниже заданного уровня, термостат посылает электрический сигнал, который включает обогреватель. Обогреватель замыкает круг, подавая тепло в помещение, где расположен термостат. Когда комнатная температура достигает заданного значения, термостат посылает электрический сигнал обратно в обогреватель, выключая его, таким образом поддерживая гомеостаз. Поддержание нужной температуры в помещении требует лишь одной петли обратной связи. Поддержание жизни и здоровья даже простейшего одноклеточного организма требует тысяч. А поддержание в состоянии гомеостаза человека требует миллиардов переплетающихся электрохимических сигналов, пульсирующих в головном мозге, несущихся по нервным волокнам, проходящих по кровотоку. Один пример: у каждого из нас у поверхности кожи около 150 тысяч крошечных термостатов в виде нервных окончаний, чувствительных к потере тепла нашего тела, и еще чуть глубже в коже 16 тысяч или около того тех, которые сообщают нам о проникновении тепла извне.

Еще более чувствительный термостат находится в гипоталамусе в основании мозга, рядом с ветвями главной артерии, которая доставляет кровь от сердца в голову. Этот термостат может улавливать даже малейшие изменения температуры крови. Когда вам становится холодно, эти термостаты подают сигнал к закрытию потовых желез, пор и маленьких кровеносных сосудов близ поверхности тела. Активность желез и мышечное напряжение вызывают у вас дрожь для выработки большего количества тепла, и ваши чувства передают в ваш мозг очень четкое послание, побуждая вас продолжать двигаться, надеть больше одежды, поближе к кому-то прижаться, искать укрытие или развести костер.

Когда идет речь о системах, гомеостаз представляется нормой, однако мы часто забываем о нем или думаем, что не подчиняемся простому закону природы. Но нет нужды полностью отчаиваться. Гомеостаз часто довольно благоприятен, и он поддерживает жизнь и здоровье систем. Без него не работали бы наши тела, равно как и наши социальные системы.

Гомеостаз в социальных группах привносит дополнительные петли обратной связи. Семьи сохраняют стабильность с помощью наставлений, увещеваний, наказаний, привилегий, подарков, милостей, знаков одобрения и ласки, и даже с помощью чрезвычайно тонкого языка тела и мимики. Социальные группы большие по размеру, чем семья, прибавляют различные типы систем обратной связи. Национальная культура, например, обеспечивается законодательным процессом, правоохранительной системой, образованием, народным творчеством, спортом и играми, экономическими поощрениями, которые благоприятствуют определенным видам деятельности, а также сложной паутиной нравов, маркеров престижа, знаменитых ролевых моделей и стиля, которые в значительной степени опираются на средства массовой информации как на национальную нервную систему. Хотя мы можем подумать, что наша культура без ума от нового, главная функция всего этого – как и в случае с петлями обратной связи в вашем теле – это сохранение вещей такими, какие они есть.

В своей работе У. Р. Эшби сформулировал фундаментальный закон кибернетики — закон необходимого разнообразия информации в системах управления (закон Эшби).

Суть этого закона состоит в том, что в сложных системах управление может быть обеспечено только в случае, если существуют разнообразные средства управления, адекватные разнообразию управляемых ситуаций. При отсутствии такой адекватности в системе нарушается принцип целостности составляющих ее элементов (подсистем). Отсюда, в частности, следует, что невозможно создать простую систему управления для управления сложными системами и процессами. Из этого следует, что, как отдельные люди, так и целые организации не в состоянии справиться с проблемами, сложность которых превышает некоторый определенный уровень. Когда этот уровень превышен, управляющие уже не в состоянии понять, что происходит вокруг и разработать адекватную стратегию управления фирмой или страной. У. Эшби обосновал важность принципа эмерджентности и принципа декомпозиции как необходимой основы организации системы управления.

 

Потребности практики почти одновременно со становлением теории систем привели к возникновению направления, названного исследованием операций. Это направление возникло в связи с задачами военного характера, но благодаря развитому математическому аппарату, базирующемуся на методах оптимизации, математического программирования и математической статистики, получило довольно широкое распространение в других прикладных областях, в экономических задачах, при решении проблем организации производства и управления предприятиями.

 

Накопление научных знаний о системах разной природы и их систематизация позволили выработать универсальный метод исследования системных явлений, называющийся системным анализом. Это новое направление прикладных системных исследований выделилось в рамках развития кибернетических идей в 1960-х гг. при изучении сложных технических, биологических, социальных и экономических систем. Он представляет собой совокупность методологических средств (принципов, подходов, методов), используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, социального, экономического, научного и технического характера. Системный анализ сводится к максимально точной формулировке задачи, подбору метода (инструмента), в наибольшей степени соответствующего существу поставленной задачи.

Кроме того, развивается инженерно-организационный подход к системным исследованиям – появляются новые методы проектирования и использования технических и организационных систем.

Например, применение системного подхода в экономике предусматривает не только их исследование, но и создание новых (конструирование) экономических объектов для реализации конкретных целей. В этом случае используется системный анализ, который включает не только собственно анализ (деление целого на части), но и синтез (соединение частей в целое).

Следует отметить, что советские, а затем российские ученые в двадцатом веке создали отечественную школу системных исследований не только в области технических, но и гуманитарных наук, что позволило сформировать основы современной системной методологии в науке.

Важнейший вклад школы науки управления непосредственно связан с применением теории систем в точных науках, технике и управлении. В 60-е гг. ХХ в. при постановке и исследовании сложных проблем проектирования и управления значительное распространение получил термин «системотехника». Он использовался в основном в приложениях системных методов только к техническим направлениям, а для других направлений был предложен термин «системология». На базе информатики, кибернетики и системологии возникает системное моделирование, построенное на основе системного анализа.

Системный подход повлиял на развитие всех наук: классическую физику, психологию, социологию, макроэкономику, медицину, экологию. В основе такого влияния лежит системная логика, позволяющая понимать и познавать мир и общество. Вследствие системного объединения наук возникают мехатроника, бионика, биоинженерия, нанотехнология (так называемые «науки-перекрестки»).

Например, успехи в изучении и моделировании биологических явлений были связаны с прогрессом в отраслях знаний, ориентированных на конструирование вычислительных машин, а последние, в свою очередь, способствовали прогрессу биологии. Бионика возникла в результате такого взаимодействия. Одним из основных положений бионики является то, что в процессе эволюции живая природа приобрела такие качества и свойства, используя которые можно достичь серьезных успехов в решении научно-технических проблем.

Советские философы И.В. Блауберг, В.Н. Садовский и Э.Г. Юдин в 1960-е гг. создали научную школу «Философия и методология системных исследований». Они считаются основателями системного движения в СССР. По их инициативе в 1968 г. начался выпуск ежегодника «Системные исследования», ставшего наиболее авторитетным отечественным изданием по системной проблематике. Научные работы этих авторов имели и сохраняют до сих пор большое значение для развития методологии системных исследований.

Таким образом, к 60-м гг. ХХ в. усилиями ученых разных областей науки был сформирован необходимый теоретический и методологический инструментарий системных исследований, который стал основой при разработке системного подхода к управлению.

 

Выводы.

В системных исследованиях можно выделить пять основных направлений, или уровней, исследования сложных объектов в качестве систем, которые логически взаимосвязаны и представляют собой этапы системного исследования любого объекта. Рассмотрим содержание каждого уровня.

1. Философский, или мировоззренческий, уровень системных исследований базируется на развитии системных идей, которые применяются в процессе анализа и синтеза научного знания и целостного представления об объектах реального мира.

2. Системный подход имеет общенаучный (универсальный) статус и выполняет методологическую функцию исследования сложных объектов. Целью системного подхода является разработка системы методов познания, исследования и конструирования сложноорганизованных объектов — систем разных типов и классов.

3. Теория систем создает не только теоретическую основу для выявления общих законов и закономерностей существования, организации и функционирования систем, но и методологические средства исследования любого объекта в качестве системы.

4. Предметные теории систем кроме общей функции исследования систем обладают и предметно-теоретическими функциями выявления предметных ограничений и специфики исследования. Например, теории экономики, кибернетики, системотехники; теории управления, организации, кризисов и частные теории — исследования операций и др.

5. Системный анализ представляет собой совокупность принципов и методов для формализованного (математического) и неформализованного представления систем. Такая совокупность принципов основана на системных идеях, положениях, требованиях и методах, используемых для решения сложных проблем в системах разной природы.