Закономерности систем

Лекция 8

(4 часа)

Закономерности систем – это общесистемные закономерности, которые характеризуют принципиальные особенности построения, функционирования и развития сложных систем.

В более полной формулировке закономерности систем называют закономерностями функционирования и развития систем.

Л. Фон Берталанфи называл сначала такие закономерности системами параметра или принципами.

Одну из первых классификаций закономерностей систем предложил наш исследователь В.Г. Афанасьев. Но в настоящее время предложено разделить закономерности систем на четыре группы:

1. Закономерности взаимодействия части и целого: целостность или эмерджентность, аддитивность, прогрессирующая систематизация, прогрессирующая факторизация, интегративность.

2. Закономерности иерархической упорядоченности: коммуникативность, иерархичность.

3. Закономерности осуществимости систем: закон необходимого разнообразия У.Р. Эшби; эквифинальность, закон потенциальной эффективности Б.С. Флейшмана.

4. Закономерности развития систем: историчность и самоорганизация.

Рассмотрим подробнее эти группы закономерностей.

Первая группа – Закономерности взаимодействия части и целого

Основные из этих закономерностей:

а) эмерджентность или целостность;

б) аддитивность;

в) интегративность.

Эти закономерности стали изучаться с самого начала возникновения теории систем. Они помогают глубже понять диалектику части и целого в системе и формировать более адекватные модели принятия решений.

а) Целостность

Эта закономерность, проявляющаяся в системе в возникновении, появлении у нее новых свойств, отсутствующих у элементов.

Берталанфи считал целостность (эмерджентность) основной системной проблемой.

Необходимо учитывать, прежде всего, две стороны этой закономерности:

1) свойства системы (целого) Q_s не являются простой суммой свойств составляющих элементов (частей) q_i:

, (1)

где Q_s – свойства системы;

q_i – свойства i-го элемента;

2) свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов (частей):

. (2)

3) но надо еще иметь в виду и третью сторону, так как объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущихим вне системы. То есть система как бы подавляет ряд свойств элементов, а, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

Пример – Система управления станком может быть собрана из транзисторов, датчиков и других деталей. Полученная система проявляет новые свойства (управляет работой станка), но этим свойством не обладает отдельно взятый элемент (деталь). С другой стороны, например, транзистор, может работать в разных режимах в разных устройствах (телевизор), а став элементом системы управления, он утрачиваетэти свойства (возможности) и сохраняет лишь свойство работать в определенном режиме этой схемы.

Другой пример – Система обучения ВУЗа во время занятий подавляет у студентов, например, вокальный способности, используя только те свойства, которые нужны для процесса обучения.

Заводской конвейер очень сильно подавляет способности человека.

При утрате элементами некоторых свойств, когда они становятся элементами системы, изменение взаимоотношений системы как целого со средой может быть очень разительным. Поэтому может показаться, что свойства системы вообще не зависят от свойств элементов. Это надо иметь в виду. Пример – В организационной структуре системы управления замена элементов может существенно сказаться на качестве ее функционирования (например, новый директор и расхожая фраза “новая метла по-новому метет”).

Свойство целостности всегда связано с целью, для выполнения которой создается система. Но когда цель не задана в явном виде, а у рассматриваемого объекта наблюдаются целостные свойства, топытаются определить цель путем изучения причин появления закономерности целостности. Такая ситуация чаще всего бывает в организационных системах. В теории систем уделяется очень много внимания изучению причин возникновения целостных свойств. Но в отдельных реальных ситуациях выявить факторы, влияющие на возникновение целостности. Вот тогда системное представление становится средством исследования. То есть отображение объекта в виде системы в силу закономерности целостности подразумевает качественные изменения при переходе от системы к элементам и при объединении элементов в систему, то можно в виде структуры представить объект (или процесс), поскольку для изучения его не может быть сразу определена математическая модель. А она обычно требует выявление точных взаимоотношений между элементами системы.

Таким образом, проблемную ситуацию с неопределенностью с помощью понятий система, структура можно отображать, как бы разделяя “большую” неопределенность на более “мелкие”, которые легче поддаются изучению. Это поможет выявить причины качественных изменений при формировании целого из частей на основе установления причинно-следственных связей различной природы между частями, частью и целым.

При неизвестных причинах целостности на практике занимаются сравнительной оценкой степени целостности систем.

б) Аддитивность

Но при этом обратимся к другой закономерности теории систем, аддитивности.

Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью. Эта закономерность двойственна к целостности.

Свойство аддитивности проявляется у систем, как бы распавшейся на независимы элементы и тогда справедливо соотношение:

. (3)

Но в этом случае и говорить о системе нельзя. На практике существует опасность искусственного разложения системы на независимые элементы. То есть любая система находится всегдамежду крайними состояниями – абсолютной целостностии абсолютной аддитивности. Важно определить в развивающейся системе степень проявления одногоиз этих абсолютных свойств или тенденций к его нарастанию или уменьшению. Для оценки этих тенденций американский ученый А. Холл ввел две сопряженные закономерности, которые он назвал:

- прогрессирующей факторизацией (изоляцией);

- прогрессирующей систематизацией.

Прогрессирующая факторизация (изоляция) – это есть процесс, при котором в системе происходят изменения в направлении уменьшения целостности, то есть это стремление системы к состоянию со все более независимыми элементами. Все реальные системы изменяются во времени, а эти изменения приводят к постепенному переходу от целостности к суммативности. То есть это соответствует распаду системы на независимые части, после чего система уже не выполняет свои функции (состарившаяся, распавшаяся, вышедшая из строя система, которая в этом случае представляет простосовокупность частей) – это один тип изоляции. Другой тип изоляции соответствует росту системы. Она изменяется в направлении возрастающего деления на подсистемы, подподсистемы и так далее или в направлении возрастающей дифференциации функций. Такие процессы возникают в системах, включающих в себя творческий рост или процессы эволюции и развития. Пример – АСУ, в которых начинают выделяться подсистемы, конструирование и развитие которых впоследствии осуществляется относительно независимо.

Прогрессирующая систематизация – это процесс, при котором изменение происходит в направлении увеличения целостности, то есть это стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов. Этот процесс может состоять в усилении ранее существовавших отношений между частями системы, в появлении и развитии отношений между элементами или подсистемами, ранее не связанными между собой и т.п.

Прогрессирующая изоляция и систематизация могут проходить в системе одновременно, протекать сравнительно долго и при этом система может находиться в определенном, говорят, сравнительном, состоянии. Эти процессы могут в системе протекать последовательно. Это имело место в истории Америки, когда сначала группы людей из разных стран колонизировали разные ее области, становились все более независимыми, но затем стал усиливаться обмен между этими группами, они образовывали общее правительство, страна становилась все более целостной.

Программная систематизация и изоляция могут сопровождаться централизацией, то есть система так развивается, что одна ее часть берет на себя функции центрального органа. Пример – в случае эмбрионального развития начинают развиваться относительно независимые органы, но изоляция не достигает своего предела из-за того, что мозг в ходе развития берет на себя функции управляющего и объединяющего органа.

в) Интегративность

Хотя этот термин часто употребляют как синоним целостности, некоторые исследователи выделяют эту закономерность как самостоятельную. Этим они стремятся подчеркнуть интерес не к внешним факторам проявления целостности, а к более глубоким причинам, которые обуславливают возникновение этого свойства интерес к факторам, обеспечивающим сохранение целостности.

Факторы системообразующие, системосохраняющие называют интегративными. В их числе важную роль играют неоднородность и противоречивость элементов с одной стороны, и стремление их вступать в коалиции с другой (на это обратил внимание ещё А.А. Богданов).

Надо отметить, что носитель целостного знания о мире являются филосовские концепции. Опираясь на них можно дополнить закономерность интегративности рекомендациями, базирующимися на законах диалектики. Надо обратить внимание и на то, что для сложных развивающихся систем невозможно разработать полный перечень рекомендаций по созданию и сохранению целостности. Проблема выбора, сохранения интегративных факторов должна решаться в конкретных приложениях на моделях, которые считают средства количественного и качественного анализа.