Системы и их свойства

Говоря о моделировании, мы все время заботились о необходимости системнойоценки моделью (тем более, математической) реальных явлений, предметов, их объединений. Для повышения значимости таких заявлений необходимо выявить отличительные черты (свойства) таких моделируемых объектов и объединений.

Круг обсуждаемых объектов определяется многообразием существующего мира. Это и материальные образования, существовавшие до человека и сейчас независимо от его сознания (солнечная система, атом в понимании современной физики, кругооборот воды, биологические сообщества). Это и множество рукотворных порождений самой различной природы, созданных человеком (язык, система городского транспорта, информационная система, политические системы, общество и т. д.).

Несмотря на их различия по природе, по происхождению, по размерам, по предназначению, в них обнаруживается много общих свойств. Понимание объединения объектов (реальных и идеальных) как системы зависит от ракурса рассмотрения (например, деление звездного неба на созвездия по их положению на небосводе).

Какие же объединения являются системами? Прежде всего, те, которые можно структурировать (разделить) по элементам. Второе объединяющее свойство систем – связность этих элементов в виде каких – либо отношений, объединяющих их как нечто целое. Эти связи в большом перечне условий оказываются сильнее, чем связи отдельных элементов со средой, в которой существует элемент (свойство целостности). Благодаря этому система становится устойчивой по отношению к внешним воздействиям до некоторого предела.

Фундаментальным свойством системного элемента, как и самой системы, является его целенаправленность (выполнение определенной функции, наличие логики поведения, использование в нужное время в надлежащих условиях).

Возможность целенаправленного использования объекта характеризуется другим свойством системы – целостностью. Правильно сформированная система характеризуется явно выраженной обособленностью (границами) и относительной независимостью от окружающей среды.

С учетом сказанного можно определить: системой называется множество связанных между собой элементов, которое при определенном рассмотрении образует некоторый целостный объект.

Это определение одинаково относится и к физическим системам, и к биологическим, и к социальным, и даже к объединениям, составляющим набор описаний их по отдельным аспектам. Таким образом, оно относится как к реально существующим объектам, так и к виртуальным (мысленно созданным).

В целом свойства систем зависят от свойств образующих ее элементов, но не сводится к ним. В системе как объединении появляются и новые свойства, определяемые суммарным действием законов, описывающих отношения между элементами системы. Это свойство систем называется эмержинтностью (например, способность летать у самолета, а не у отдельных его элементов; отсутствие границ у вселенной, которые есть у составляющих ее элементов; свойства живых организмов как высокоорганизованных химических систем). Среда существования системы тоже активна: под ее действием система может меняться, как в положительную сторону, так и отрицательную.

Иерархичность (многоуровневость) систем – тоже одно из важнейших свойств объединений объектов. Присуще оно как природным явлениям, так и искусственно созданным материальным и виртуальным объединениям. Благодаря иерархической организации в системе возникает «разделение труда» между уровнями: функционирование нижних уровней создает предпосылки для исполнения своих предназначений более высокими уровнями (в человеческих коллективах, в живых системах, в искусственных системах – конструкциях, скоплениях материи во вселенной и т.д.). Иерархичность систем позволяет расширить понятие элементов: ими могут быть и уровни систем. Сами уровни при этом становятся системами элементов, их составляющих. В этом проявляется полисистемностьобъединений объектов, состоящих из систем разного уровня.