Глава 7. Управление в иерархических системах.

Иерархические системы - описание и примеры применительно к экономике и обществу. - Самоорганизация: понятие, описания, примеры. - Логические уровне понятий и терминов. - Термины остенсивные и вербальные. - Термины житейские и научные. – Вопросы и задания.

Иерархические системы - описание и примеры применительно к экономике и обществу.

Концепция иерархического строения мира – и, как ее отражение, иерархического строения систем – укоренилась в самых глубинных представлениях человека об окружающем мире. В области социальной и экономической трудно даже вспомнить, где можно было бы обойтись без этой концепции. Вместе с тем, ситуация сложилась парадоксальная в том смысле, что именно в этих областях, где роль, влияние и место иерархических систем безоговорочно признаны всеми исследователями важнейшими, именно в этих областях описание иерархических систем на уровне моделей и, особенно, на уровне математических моделей, развито крайне недостаточно.

Вместе с тем, в области естественных научных дисциплин такие методы успешно развиваются и применяются уже не одно десятилетие.

По этой причине ниже будут описаны принципиальные особенности развитых способов описания иерархических систем с тем, чтобы в дальнейшем они могли быть использованы для моделирования социальных и экономических систем, а также для разработки схем эффективных управления ими.

Упорядоченные образования (объекты) как состояние на фоне потоков энергии и/или вещества

Упорядочение развивается на фоне неравновесия. В физике в последние десятилетия ХХ столетия это стало уже аксиомой, а после известных работ И Пригожина и Г. Хакена и созданных ими научных школ эта новая парадигма уже вошла в арсенал методологии современной науки [1-4].

Неравновесие приводит к возникновению потоков энергии и/или вещества. Ниже для описания этого обстоятельства будет использоваться термин "поток энергии", так как потоки энергии и вещества в физике объединены в едином векторе - векторе Умова-Пойнтинга.

Мы могли теперь добавить: а также и потоков финансов и потоков информации, так как для социальных и экономических систем эти потоки являются специфическими, и они отсутствуют в система, не содержащих человека. однако, как мы видели в главах 5 и 6, потоки финансов и потоки информации образуют некое единое целое, аналогично потокам энергии и/или вещества. Поэтому в дальнейшем будем говорить просто о потоках вообще, безотносительно к их природе. Следующее ниже описание, таким образом, будет выступать действительно как некая весьма мощная парадигма, которая вполне может быть положена в основу моделирования широкого круга объектов, процессов и явлений – в системах как живой, так и неживой природы. По этой же причине сохранены многочисленные ссылки на оригинальные статьи, опубликованные в рамках разных научных дисциплин: все они объединены на уровне используемой парадигмы – то есть на уровне общности взглядов на окружающий нас мир. И, как видно из публикаций, такой взгляд оказывается весьма плодотворным, позволяя объяснить большое количество явлений в самых разных областях – от физики и до социальных и экономических объектов. В главах 9 и 10 будет показано, как такая парадигма позволяет описать также и деятельность человека, что позволяет развить новый класс как моделей, так и способов управления в социальных и экономических системах.

Итак, рассмотрим поток (энергии, вещества, финансов, информации…) сквозь некую среду (напомним, что для социальных и экономических систем понятие «среда» включает в себя множество людей). Пусть интенсивность этого потока медленно увеличивается. Как свидетельствуют многочисленные наблюдения и экспериментальные наблюдения, проведенные в рамках самых разных научных дисциплин (таких как физика, химия, биология, экология, социология, экономика и др.), вначале в среде ничего не происходит. Затем, когда интенсивность потока превышает некоторый критический (для данной среды!) уровень, в среде возникает некий новый объект. Он занимает ограниченную область пространства и существует, как правило, ограниченное время. Когда интенсивность потока сквозь среду близка к "критическому" значению, эти новые объекты то появляются (формируются), то распадаются снова – получается своего рода «пульсирующая» картина.

С точки зрения математики описываются эти явления нелинейными уравнениями, примеры которых весьма многочисленны: для физики физике см., напр., [1-4], а для социальных и экономических систем – описания приведены в главах 5 и 6.

Важно подчеркнуть, что, с возникновением такого нового объекта, диссипативные свойства среды возрастают – то есть возрастает способность среды «рассеивать» этот проходящий сквозь среду поток (как это похоже на то, что наблюдается в экономике: возле крупных фирм «кормится» очень много мелких, а возле самых мелких – очень много бедняков, бродяжек и т.п. – такая ситуация характерна особенно для развитых стран мира, и даже нашла отражение во многих фильмах, особенно снятых в США в последние годы). Другими словами, возникновение такого нового объекта приводит к тому, что энергия более эффективно рассеивается ("усваивается") средой - см. [5,6].

Когда интенсивность потока энергии увеличивается еще более, появляется целая иерархическая система таких объектов. Интересно, что размеры (объем) этих объектов уменьшаются с увеличением интенсивности потока энергии. Далее такие объекты будут называться "Упорядоченными Образованиями" или УО. Система корректных определений дана в [7], - а также описана в главе 3, где они названы когерентными структурами – КС: теперь становится понятной и термин «когерентность», означающий наличие упорядоченности в изучаемом объекте.

Рассмотрим более подробно свойства таких УО. Так как каждое УО занимает ограниченный объем пространства, движение среды в нем обязательно имеет вращательную (циклическую) компоненту. А поскольку любое движение среды связано с некоторой переменной, то образование УО приводит к появлению некоторого спектра частот, сгруппированного вокруг характерных времен вращения среды в данном УО.

Для социальных и экономических систем возникло даже целое направление, которые рассматривает как причины появления, так и свойства и протекание «экономических циклов» или «социальных циклов». Как правило, при этом выделяются много циклов с разными периодами. Часто экономическими циклы называют «экономическими кризисами» - в любом учебнике по макро -экономике читатель найдет об этом обязательное упоминание. А в учебниках по микро -экономике имеется много упоминаний о так называемых «инновационных циклах» в развитии предприятия – математическое описание этого см. в главе 6. В рамках излагаемой парадигмы появление таких циклов – это есть процесс обязательный, так он просто является отражением того, что в системе сформирована иерархическая система из неких упорядоченных объектов – фирм, секторов экономики, транснациональных корпораций и экономик отдельных государств.

Здесь не будет проведено подробного рассмотрения явлений, связанные с малым числом УО - теоретические, математические и экспериментальные эффекты хорошо описаны в литературе по переходу к турбулентности - см., напр., [1,2].

Наличие же большого количества разных УО автоматически приводит к стохастизации, хаотичности ряда характеристик среды (например, вследствие взаимного влияния друг на друга многих разных УО, - фактически, именно таким образом производится введение понятия стохастичность через нелинейные уравнения). Поэтому, по мере увеличения интенсивности потока энергии спектр шума простирается в сторону более высоких частот.

Другими словами, состояние экономики, также как состояние социальных систем, будет определяться наличием неких структур (это вполне может иметь детерминистическое, закономерное происхождение), деятельность каждой из которых – естественно, «с точки зрения» как более низкого, так и более высокого уровня – будет описываться уже в рамках стохастического подхода. Таким образом, управление в таких системах – это управление стохастическими характеристиками таких объектов, то есть – внешними по отношению к ним потоками. Например – при помощи изменений национального законодательства, которые как раз и регулирует эти – внешние по отношению к отдельным экономическим объектам – потоки.

Все, что обычно связывается с понятием (термином) "состояние", весь этот комплекс понятий, терминов и характеристик – все это относится к классу характеристик определенных (некоторых) УО. Все же, что обычно связывается с понятием (термином) "процесс", все это описывается соответствующими характеристиками определенных (некоторых) потоков энергии и/или вещества.

Иерархия.

Как уже говорилось выше, в процессе увеличения интенсивности потока энергии, появляется целый иерархический набор упорядоченных образований – УО. К появлению целой иерархической системы разных УО приводит также то, что для разных потоков энергии критические интенсивности, вызывающие появление УО, также будут разными. Поэтому и результирующая иерархия УО зависит не только от интенсивности потока энергии и/или вещества, но и от номенклатуры этих потоков.

Рассмотрим один из "средних" уровней иерархии. То есть такой, который имеет и «соседей сверху», и "соседей снизу". Для УО из этого уровня иерархии "вышележащие" УО будут влиять как низкочастотный шум. Наоборот, "нижележащие" УО будут оказывать влияние как "почти когерентное" (почти-упорядоченное) высокочастотное воздействие.

Идеология иерархической системы УО позволила развивать методы для количественного описания множества явлений, связанных с самоорганизацией (упорядочением) в природе. Например, имеются методы для обнаружения УО в атмосфере и океане [8], в социальных системах [7,9]. Описано изменение диссипативных свойств среды с фрактальной структурой [5,6,10], причем ряд предсказаний для увеличения диссипативных свойств среды количественно совпадает с данными экспериментов - см. [5]. Результаты численных экспериментов по фрактальному упорядочению описаны количественно [11]. Ряд эффектов, связанных с влиянием шума на технологические процессы описан также [12,13].