Сложных объектов

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Системные направления исследования

сложных объектов

Тот, кто начинает осваивать идеи теории систем, сразу сталкивается с проблемой изначальной неопределенности в понятиях. Довольно часто в литературе используются такие понятия, как «системный подход», «теория систем», «системный анализ», «принцип системности» и др. При этом их не всегда различают и часто применяют как синонимы [5,7,8,17,18,23,27,33,58,59,64,67].

Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность».

Причем в этом термине заключается два смысла.

1. Первый составляет отождествление системности с объективным, независимым от человека свойством действительности. Такое понимание делает ее онтологическим, объективно-диалектическим свойством всего сущего.

2. Другой под системностью подразумевает накопленные людьми представления о самом свойстве, т.е. она представляет собой гносеологическое явление, некоторые знания о системах различной природы. Гносеологическая системность – довольно сложное и многообразное явление, проявляющаяся в трех аспектах.

Принцип системности предполагает представление исследуемого объекта как некоторой системы, характеризующейся:

· элементным составом;

· структурой как формой взаимосвязи элементов;

· функциями элементов и целого;

· единством внутренней и внешней среды системы;

· законами развития системы и ее составляющих.

Системное познание и преобразование мира предполагают:

· рассмотрение объекта деятельности (теоретической и практической) как системы, т.е. как ограниченного множества взаимодействующих элементов;

· установление состава, структуры и организации элементов и частей системы, обнаружение ведущих взаимодействий между ними;

· выявление внешних связей системы, выделение главных;

· определение функций системы и ее роли среди других систем;

· анализ диалектики структуры и функций системы;

· обнаружение на этой основе закономерностей и тенденций развития системы.

Принцип системного познания не подменяет диалектику, а представляет собой дальнейшее раскрытие и обогащение таких диалектических принципов, как всеобщая связь и взаимодействие, развитие и др.

Принцип системного познания включает в себя:

1. Системный подход это принцип познавательной и практической деятельности людей. Термин «подход» означает совокупность приемов, способов воздействия на кого-нибудь, в изучении чего-нибудь, ведении дела и т. д. В этом смысле подход – скорее не детальный алгоритм действия человека, а множество некоторых обобщенных правил. Поэтому системный подход можно рассматривать как принцип деятельности, под которым понимается наиболее общее правило, обеспечивающее его правильность, но не гарантирующее однозначность и успех.

2. Теорию систем, или научное знание о системах, характеризуется своими гносеологическими возможностями и объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы. Это – не просто мировоззрение, а строгое научное знание о мире систем.

3. Системный метод выступает как некоторая интегральная совокупность относительно простых методов и приемов познания, а также преобразования действительности.

Составляющие системности реализуют специфические функции. Так, системный подход, будучи принципом познания, выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем.

Системный метод реализует познавательную и методологическую функции, а системная теория – объясняющую и систематизирующую. Таким образом, системность выступает в качестве инструмента познавательной деятельности, значительного арсенала конкретных методов познания всего сущего. Системная теория как знание о системах накапливает их, приводит в порядок и использует для объяснения систем различной природы.

Развитие аспектов системности особенно интенсивно началось со второй половины ХХ ст. Значительную роль в этом сыграла научно- техническая революция. Многообразные и кардинальные открытия в области науки в значительной степени были вызваны системным мировоззрением и широким применением системного анализа. Последовавшая за научной техническая революция также была обусловлена системным подходом в создании технических нововведений. В целом, можно с уверенностью констатировать, что ХХ в. был не только веком покорения атома и сотворения компьютера. Главное его достижение – создание системного мировоззрения, системного метода получения знаний, которые в конечном итоге предопределили и мирное использование атомной энергии, и появление компьютера, и еще сотни тысяч достижений в области науки, техники, производства, политики и культуры.

В эти годы начала оформляться общая теория систем, а также частные теории. В последующем стало происходить выделение прикладной области системного знания – системотехники как прикладного, инженерного направления знаний о системах. Постепенно различные виды системных теорий интегрируются в системологию, которая включает в себя общую теорию систем, частные и отраслевые теории систем, системотехнику. Сущность системологии заключается в том, что она представляет собой интегральную науку о системах. Общая теория систем интегрирует наиболее обобщенное знание о системах. Она находится под воздействием двух наук: философии, которая дает ей обоснование категориального аппарата, методы и приемы познания, качественное видение систем, и математики, обеспечивающей количественный анализ систем.

Структура системологии представлена на рис.4.1.

Огромную роль в развитии общей теории систем играют логика, теория множеств, кибернетика и другие науки. Отраслевые теории систем раскрывают специфику систем различной природы. Речь идет о теории физических, химических, биологических, экономических, социальных систем, которые курируются соответствующими отраслями наук. Специальные теории систем направлены на отражение их отдельных сторон, аспектов, срезов, этапов. Они находятся под влиянием соответствующих теорий. Например, теория диссипативных структур.

Рис.4.1. Структура системологии

В последней четверти ХХ ст. вместе с выдающимися успехами системности проявляются кризисные процессы. Системность в ряде случаев перестает отвечать на возрастающие методологические аппетиты ученых и техников, политиков и бизнесменов. Начинается кризис системности, обусловленный тем, что в эпоху индустриального развития системность базировалась на методологии причинно-следственных связей, принципе детерминизма, однозначности в понимании сущности явлений природы и общества. Но со вступлением авангарда современной цивилизации в постиндустриальную фазу развития, характеризующуюся отрицанием жесткого детерминизма, однозначностью понимания природы предметов и явлений, системный подход стал все чаще давать сбои. Заметим, что основная причина этого не столько в кризисе системности как таковой, сколько в кризисе ее детерминистской транскрипции.

Вследствие постоянной смены нововведений человечество оказалось в постоянно переходном обществе, состоящем из непрерывно обновляющихся подсистем. Это общество нуждалось в принципиальном обновлении системной методологии, что и произошло благодаря формированию И.И. Пригожиным (лауреат Нобелевской премии 1977 г. в области химии за вклад в термодинамику неравновесных процессов, особенно в теорию диссипативных структур) концепции хаоса и переходных процессов [59]. Дальнейшее развитие идеи системности привело к возникновению концепции синергетики Г. Хагена и принципа синергизма [79], который сформировался к 80-м годам, когда системность потрясли первые кризисы. Принцип синергизма, или мультипликационный подход, обособился от системного и выдвигается на первый план среди других методологических принципов потому, что научно-техническая революция и социальные преобразования потребовали исследования проблемы эффективности. Благодаря этим открытиям системность оказалась способной объяснять переходные, нестационарные процессы, что и обеспечило преодоление ее кризиса.

Системность как видение мира в виде целостности взаимосвязанных элементов складывалась в процессе эволюции человеческой практики и мышления.

Становление системного мировоззрения происходило благодаря нескольким факторам:

· проникновению человека в ходе познания окружающего мира во внутреннее устройство вещей и явлений, где всякий раз обнаруживались многообразные взаимосвязи и иные атрибуты системности;

· вследствие мыслительной деятельности, когда постоянно происходило разложение целого на части и, наоборот, соединение его составляющих;

· в ходе практической деятельности по созданию целого из нескольких частей, а также делению целого на части. Разбивая, дробя, ломая, человек всякий раз улавливал потерю целого.

В качестве источников системных идей выступали:

· практическая деятельность людей, которая постоянно обнаруживала структуры, целостность объектов и явлений, взаимосвязи между ними. Целое и части всегда присутствовали в хозяйственной деятельности, торговле, военном деле, строительстве и т.д.;

· философия, которая осмысливала, обтачивала основные понятия системности, отрывала от реальной действительности и поднимала в облака абстрактности;

· естественные знания и науки, которые формировали системность видения природы;

· социальные науки и науки о человеке, которые вырабатывали системный подход к обществу.

Системность явлений реального мира в конце ХХ начале XXI века уже не вызывает сомнений. Правилом современного научного поиска стало рассмотрение объектов и процессов как систем, т.е. во всей совокупности составляющих их компонентов, связей и отношений, включая отношения с окружающей средой.

Необходимость рассмотрения системной методологии вызвана.

1. Тем, что в рамках системных исследований до сих пор не выработано общепринятое мнение по многим методологически важным вопросам;

2. Неопределенностью многих базовых понятий, включая понятие системы.

Общая теория систем опирается на два базовых принципа: принцип системности и принцип изоморфизма.

Принцип системности иногда трактуется как понимание системы как комплекса «взаимосвязанных элементов, образующих целостность», что вряд ли является верным, поскольку принцип - это исходное положение какой-либо теории, учения, науки, мировоззрения, а не исходное (к тому же во многом спорное) определение понятия. Более корректно принцип системности определен у В.П. Кузьмина как рассмотрение явлений объективной действительности с позиций системного целого и его закономерностей. Но и такое понимание не лишено определенных неточностей. Прежде всего, в определение принципа системности включено только рассмотрение явлений, т.е. внешней формы выражения объектов и процессов реальной действительности. Вызывает возражения и «рассмотрение явлений с позиций системного целого», поскольку системное целое остается неопределенным (мир; система, в которую явление непосредственно включено в качестве компонента; система как философская категория или что-либо другое). На наш взгляд, принцип системности отражает всеобщность взгляда на объекты, явления и процессы мира как на систему со всеми присущими ей закономерностями.

Принцип изоморфизма обычно понимается как наличие однозначного (собственно изоморфизм) или частичного (гомоморфизм) соответствия структуры одной системы структуре другой, что позволяет моделировать ту или иную систему посредством другой, подобной ей в том или ином отношении. Современные исследования в области, как общей теории систем, так и областей знания, которые во многом возникли на ее основе - синергетика, теория изменений Брюссельской научной школы, возглавляемой И. Пригожиным, теория катастроф – позволяют утверждать наличие не только изоморфизма как подобия или строгого соответствия строения систем, но и общего в функционировании и движении систем [51,59].

Оба принципа – принцип системности и принцип изоморфизма – подчеркивают наличие общих системных закономерностей, что не исключает и специфики строения, функционирования и движения систем различных типов. Общие закономерности и пытается вскрыть общая теория систем, тогда как анализом общего и особенного в конкретных системах занимаются другие отрасли науки. Таким образом, целью общей теории систем является отыскание принципов, общих для различных объектов, на основе установленного эмпирическими исследованиями изоморфизма структуры объектов, а также их функционирования и движения.

В адрес общей теории систем нередко раздаются упреки в том, что для нее характерны незаконченность и слишком общий характер суждений о системах и их изменении, тогда как такое положение является отражением объективного состояния и уровня скорее эмпирических исследований, нежели способности общей теории систем к обобщению, а о «законченности» какого-либо научного знания вообще говорить всерьез не приходится.

Помимо общей теории систем и наук, занимающихся изучением конкретных систем, системные исследования включают в себя также такие ответвления научного знания, как системный анализ, системный подход.

Системный подход. Т ермин системный подход начал применяться в первых работах, в которых элементы теории систем использовались для практических приложений. Этот термин использовался с целью подчеркнуть необходимость исследования объекта с разных сторон, комплексно, для того, чтобы можно было получить более правильное о нем представление, выявить новые свойства, лучше определить взаимоотношения объекта с внешней средой, другими объектами. Традиция применения термина «системный подход» связывает его с исследованиями, прово­димыми комплексно, многоаспектно, с разных сторон изучая предмет, явление.

Системные исследования. Системные исследования представляют собой совокупность научных и технических теорий, концепций и методов, в которых объект исследования или моделирования рассматривается как система.

Главенствующее место в системных исследованиях занимает общая теория систем (ОТС), основания которой заложил в 40-х гг. ХХ века Л. фон Берталанфи. Большинство специалистов в области ОТС рассматривают ее как своеобразную метатеорию, обобщающую выработанные различными областями науки (включая системный анализ и системный подход) знания о системах; как теорию, которая занимается исследованием системных теорий, выступая в качестве науки о системах любых типов [76,77,78].

При системных исследованиях понятия теории систем используются более конструктивно, чем при системном подходе:

· определяется класс систем;

· вводится понятие структуры;

· правила формирования структуры и т.п.

В поисках конструктивных рекомендаций появились системные направления с разными названиями: системотехника, системология и др. Для их обобщения и стал применяться термин «системные исследования». Часто в работах использовался аппарат исследования операций, который к тому времени был больше развит, чем конкретные системные исследования [23,24,38,41].

Системный анализ. Рассматривая ту область системной методологии, которая связана с понятием системного анализа (СА), необходимо отметить, что до сих пор существуют различные точки зрения относительно его содержания и области применения. В одних случаях в системный анализ включаются все направления, обеспечивающие решение комплексных проблем, в других - системный анализ сводится лишь к тем методам, которые используются для планирования и управления. Объектом системного анализа являются различного рода системы, включая и такие, как процессы подготовки и принятия решений, рассматриваемые опять-таки как системы правил, процедур и правил. Следует специально подчеркнуть последнее положение. Дело в том, что процесс подготовки и принятия решения не полностью изучается в рамках системного анализа. Предмет системного анализа, т.е. те стороны объекта, которые исследуются, включает в себя общесистемные характеристики и взаимодействие системы с ее окружением. Системный анализ в отличие от исследования операций направлен как бы «вовне» системы, поэтому его предмет нередко связывают с анализом и обоснованием целей принятия решений. Эта область системного анализа является весьма важной и для искусственных систем играет ведущую роль.

Важнейшими теоретическими сферами СА являются:

· общие принципы проведения исследований сложных систем;

· проблемы сложности и неопределенности и методы их разрешения;

· проблема предельных характеристик систем;

· принципы машиннореализуемой имитации;

· количественная оценка различных свойств, характеристик и факторов.

Построение математических моделей можно считать основой всего системного анализа.

Ведущей концепцией системного анализа является системный подход.

Важной особенностью системного анализа является широкое использование вычислительной техники.

Заметим, что в литературе нередко применяют несколько терминов: системный подход, принцип системности, системный анализ и системный метод. Чаще всего они употребляются как синонимы, но понятия системный подход и системный анализ следует различать.

Системный подход – это принцип познания, а системный анализ представляет собой процесс, некоторое развертывание принципа системности в методологический комплекс. Кроме того, системный анализ осуществляется не только по отношению к функционированию и развитию тех или иных систем, но и по отношению к совокупности фактов, событий, идей и т.п.