Классификация монотонных изменений

Для примера рассмотрим классификацию изменений в составе и/или структуре системы на некотором коротком интервале времени (чтобы изменения можно было считать идущими "в одну сторону", т.е. монотонными).

а) Так не может быть, чтобы в системе не происходило никаких изменений. Тем не менее, можно говорить о таких изменениях, которые не затрагивают структуры системы: одни элементы могут заменяться другими, эквивалентными, а параметры (внутренние переменные) системы могут меняться, без нарушения структуры (работают часы, городской транспорт, школа). Такой тип динамики системы называется ее функционированием.

б)Изменения могут носить преимущественно количественный характер, происходит наращивание состава системы; и хотя при этом автоматически происходит и изменение структуры, оно до поры, до времени практически не сказывается на свойствах системы (расширение мусорной свалки или кладбища - примеры). Такие изменения называют ростом системы.

в)Можно выделить качественные изменения системы, при которых происходит изменение ее существенных свойств. Такие изменения, если они идут в направлении, считающимся позитивным, называют развитием. Например, применительно к организационным системам Р.Акофф определяет развитие как "увеличение желания и способности удовлетворять свои собственные и чужие нужды и оправданные желания" (Желания называются" оправданными", если их удовлетворение ради одних не скажется отрицательно на развитии других. Нужды - это то, что необходимо для выживания. Возможны разные комбинации; например, можно не хотеть нужного, можно желать ненужного). Развитие связано с повышением системности, организованности. Это не значит, что развитие не требует ресурсов, но оно больше зависит от информационных, нежели от материальных ресурсов. Недостаток материальных ресурсов может ограничивать рост, но не развитие.

Тенденции, обратные росту и развитию, называются соответственно,

г) спадом и

д) деградацией.

Очевидно, монотонные типы изменений не могут длиться вечно. В истории существования любой системы можно усмотреть периоды спада и подъема, стабильности и неустойчивости, последовательность которых и образует индивидуальный жизненный цикл системы.

8. Существование в изменяющейся среде. Изменяется не только данная система, но и все остальные. Для данной системы это выглядит как непрерывное изменение окружающей среды. Неизбежность существования в постоянно меняющемся окружении имеет множество последствий для самой системы. Разнообразным изменениям среды соответствуют различные реакции системы. На одни изменения среды система отвечает реакцией, направленной на сохранение своего состояния (гомеостат, стабилизация, стационарность); иногда система сама изменяется в том же или несколько более медленном темпе, что и среда (адаптация); а некоторые функции системы могут выполняться, только если в системе осуществятся более быстрые изменения, опережающие изменения среды (например, в управлении, в экономике, и вообще в любой активной деятельности), что предъявляет к людям специфические требования.

В. СИНТЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМ.

Если рассмотреть статические и динамические свойства систем совместно, и сделать акцент на отношениях системы с окружающей средой, то возникает представление о некоторых собирательных, комплексных, обобщающих свойствах, содержащих в себе многие более простые свойства. Будем называть такие особенности систем их синтетическими свойствами.

9. Эмерджентность. Объединение частей в систему порождает у систем новые свойства, присущие только ей, не сводящиеся к свойствам частей, и существующие только пока система составляет одно целое. Качества системы, присущие только ей, называются эмерджентными (от англ. "возникать"). Конечно, у системы есть и не-эмерджентные свойства, одинаковые со свойствами ее частей (например, для технических систем это вес, объем, масса и т.п.). Бывают не-эмерджентные свойства и у системы в целом (например, окраска автомобиля).

Эмерджентные свойства определяются структурой системы, - в том смысле, что при разных структурах у систем, образуемых из одних и тех же элементов возникают разные свойства. Пример: Пусть имеются два одинаковых элемента, преобразующих подаваемое на их вход целое число N в число N+1 на их выходе. Если соединить их в кольцевую структуру S₁ (см.Рис.11), то получится гене­ратор двух возрастающих последователь­ностей чисел, причем одна состоит только из четных, другая - из нечетных чисел. Если же соединить те же элементы в параллель­ную структуру S₂, то эмерджентное свойство уже не будет арифметическим, как для S₁, а будет выражаться в повышенной надежности системы: при выходе из строя одного из элементов, система S₂ будет по-прежнему выполнять операции прибавления единицы к входному числу.

Таким образом, эмерджентное свойство не может быть объяснено, выражено через свойства отдельно взятых ее частей. Поэтому, в частности, не все биологические закономерности сводимы к физическим и химическим; социальные - к биологическим и экономическим; свойства компьютера необъяснимы только через электрические и механические законы.

Эмерджентность связана с законом диалектики о переходе количества в качество. Интересно, что не всегда для этого необходимо "накопление" количества: для появления нового качества достаточно объединить в целое хотя бы два элемента.

Эмерджентность демонстрирует еще одну грань понятия целостности. Система выступает как единое целое потому, что она является носителем эмерджентного свойства: не будет она целой, - и свойство исчезнет; проявляется это свойство, - значит, система цела. Пример: ни одна из частей самолета летать не может, а самолет - летает.

10 .Неразделимость системы на части. Хотя это свойство является следствием эмерджентности, его практическая важность столь велика, а его недооценка так часто встречается, что целесообразно подчеркнуть его отдельно. Если нам нужна сама система, а не что-то иное, - то ее нельзя разделять на части.

При изъятии из системы некоторой части происходит два важных события.

Во-первых, при этом изменяется состав системы, а значит, и ее структура. Это будет уже другая система, с отличающимися свойствами. Поскольку свойств у прежней системы много, то какое-то свойство, связанное именно с этой частью, вообще исчезнет (оно может оказаться и эмерджентным, и не таковым: например, сравните потерю фаланги пальца для пианиста и для теннисиста); какое-то свойство изменится, но частично сохранится; а какое-то вообще не связано с данной частью.

Во-вторых, при изъятии части из системы меняются и свойства самой части: она уже не та же, что была в составе системы. Это результат того, что свойства объекта вообще проявляются во взаимодействиях с окружающими его объектами, а извлечение части из системы изменяет набор объектов, с которыми она взаимодействует.

Неразделимость частей не противоречит свойству 3 ("различимость частей"). Различая части, но не разрывая связей между ними, не разделяя их, мы не разрушаем систему.

Таким образом, мы соприкоснулись с понятием целостности системы еще с одной стороны.

11. Ингерентность. Факт открытости всех систем ещенеозначает, что все они в одинаковой степени хорошо согласованы с окружающей средой. Рассмотрим функцию "плавать в воде", и сравним по качеству выполнения этой функции такие системы как рыба, кит и аквалангист. Они упорядочиваются очевидным образом: рыбе вообще не требуется выход из водной среды.

Этот пример иллюстрирует важный аспект функционирования систем в окружающей среде: данную функцию одна система выполняет более эффективно, чем другая потому, что первая лучше согласована со средой, чем другая. Подчеркнем, что такое упорядочение не является абсолютным, а привязано к выбранной функции. Например, посмотрите, как будут упорядочены те же рыба, кит и аквалангист по функции "произвести электросварку под водой".

Будем говорить, что система тем более ингерентна (от англ. inherent - являющийся неотъемлемой частью чего-то), чем лучше она согласована, приспособлена к окружающей среде.

Если в природных системах повышение ингерентности про­исходит путем естественного отбора, то для искусственных систем это должно быть особой заботой конструктора (яркий пример - подготовка органа донора для трансплантации в другой организм; обмен культурными ценностями; внедрение технических новинок и т.п.).

Степень ингерентности может меняться (например, обучение, за­бывание, эволюция популяций, реформы, развитие, деградация и т.п.).

12. Целесообразность. Искусственные системы создаются субъектом для реализации своих целей. Одно из определений системы так и гласит: "система есть средство достижения цели". Имеется в виду, что если выдвигаемая цель не может быть достигнута за счет уже имеющихся возможностей, то субъект компонует из окружающих его объектов новую систему, специально создаваемую, чтобы помочь достичь данную цель. Цель определяет многие важные особенности системы: создаваемый объект должен иметь функции, необходимые для реализации цели; это, в свою очередь, диктует выбор состава и структуры системы (не обязательно единственно возможный, но обязательно обеспечивающий необходимые функции).

Эта подчиненность устройства и работы всего в системе поставленной цели настолько очевидна, что должна быть признана фундаментальным свойством любой искусственной системы. Назовем это свойство целесообразностью.

Обратившись же к самой нерукотворной природе, мы обнаруживаем, что существуют искусственные объекты, обладающие всеми предыдущими одиннадцатью свойствами систем, причем часто многократно превосходящие искусственные системы по степени выраженности этих свойств. Живые организмы первыми дают поражающие наше воображение примеры замечательной гармоничности, согласованности их внутренних и внешних проявлений. И в неживой природе мы наблюдаем очевидное наличие системности: физические, химические, геологические, астрономические объекты по всем признакам должны быть отнесены к системам. Кроме пока одного - целесообразности.

Признание системности всей природы не позволяет обойти молчанием вопрос о ее целесообразности. Гипотеза о полной аналогии естественных и искусственных систем заставляет искать целеполагающего субъекта вне самой вселенной. Однако, другая гипотеза, об аналогичности, но не тождественности рукотворных и природных систем, позволяет разрешить возникшую трудность, не требуя мысленного выхода за пределы вселенной.

Рассмотрим историю некоторой искусственной системы (Рис.12). В момент t=0 ее состояние Y₀ не устраивает субъекта, и он выдвигает цель - достичь уровня Y*. Цель, следовательно, есть образ несуществующего, но желаемого будущего. Через некоторое время (при благоприятных условиях) субъекту удается достичь того, что состояние выходов системы Y(t) станет равным Y*. Цель достигнута; она стала реализовавшимся в момент T* состоянием. Будущее через некоторое время становится настоящим.

Именно это и дает возможность установить аналогию между искусственными и естественными системами: будущее есть у всех систем. Поэтому целью любого природного объекта можно считать его будушее состояние. Это снимает многие (хотя и не все) проблемы целесообразности природы. Это позволяет распространить системное видение на весь мир.

Однако, необходимо признать, что образ желаемого будущего и реальное будущее - это далеко не одно и то же. Обозначим это различие терминологически: первое будем называть субъективной целью, а второе - объективной целью. Ясно, что искусственные системы создаются с намерением осуществить субъективную цель, а у естественных систем есть только объективные цели. Помимо прочего, это проясняет, почему не все субъективные цели реализуемы: осуществимы лишь цели, могущие объективно стать реальностью. Как выразился С.Лем, если человек и может достичь любых целей, то не любым образом. Недостижение некоей субъективной цели может объяснятся может объяснятся не только ее принципиальной нереализуемостью (как цель создания вечного двигателя)), но и нехваткой или неверным использованием имеющихся ресурсов.