Системность
Аналогично пространству, времени, движению системность является всеобщим, неотъемлемым свойством материи, её атрибутом. Будучи отличительной чертой материальной действительности, системность определяет важность в мире организованности над хаотичными изменениями. Последние не изолированы резко от оформленных образований, но включены в них и подчиняются в конечном счете действию гравитационных, электромагнитных и других материальных сил, действию общих и частных законов. Неоформленность изменений в одном каком-либо отношении оказывается упорядоченностью в другом. Организованность характерна материи в любых ее пространственно-временных масштабах.
В последнее десятилетие в связи с изменением представлений астрофизики о галактиках и их отношениях с окружением стал активно обсуждаться вопрос о крупномасштабной структуре Вселенной. Было выдвинуто предположение, что «единственное и наиболее важное» утверждение, которое касается крупномасштабной структуры Вселенной, заключается в том, что в наибольших масштабах вообще нет какой-либо структуры. С другой же стороны, в меньших масштабах имеется большое разнообразие структур. Это скопления и сверхскопления галактик. Такая идея имеет некоторые противоречия. Быть может, требуется уточнить понятия, и прежде всего понятие структуры. Если иметь в виду только некоторые структуры макромира или микромира, то, возможно, мегамир и «бесструктурен». Структурность -- это внутренняя раздробленность материального бытия. И как бы не был широк диапазон мировидения науки, он постоянно связан с обнаружением все новых и новых структурных образований. Если раньше взгляд на Вселенную замыкался галактикой, а потом расширился до системы галактик, то сейчас изучается Метагалактика, считающаяся особой системой со специфическими законами, внешними и внутренними взаимодействиями. Представление о структурности шагнуло до масштабов, достигающих до 20 миллиардов световых лет. Речь идет не о спекулятивно сконструированной структурности (как, например, в случае с гипотезой «бесструктурной Вселенной»), а о системности Вселенной, которая установлена средствами современной астрофизики. Самые общие соображения указывают на необоснованность этой гипотезы: если большее лишено структурности, то нельзя принимать структурность меньшего. Следствием должно быть согласие и об отсутствии структуры части той же Вселенной, чего пытается избежать данная гипотеза . Возможна также различная степень структурированности каких-то масштабов и сфер Вселенной и принятие за «бесструктурность» слабо выраженной структурности относительно высокоразвитых структурных образований. Философские соображения и частнонаучные данные говорят в пользу положения о том, что в целом неорганическая природа является самоорганизующей системой, состоящей из взаимосвязанных и развивающихся систем различного уровня организации, не имеющая начала и конца.
Структурно и в масштабах микромира материя бесконечна. Сегодня все больше подтверждений получает квартовая модель структуры адронов, что ведёт к преодолению представления о бесструктурности элементарных частиц (протонов, нейтронов, гиперонов и др.). Это вовсе не значит, что структурную бесконечность материи необходимо понимать как бесконечную делимость вещества. Современная физика подошла к такому рубежу, когда вопрос возможно трактовать по-новому. Например, Академик М.А. Марков отмечает трудность, которая связана с дальнейшей экстраполяцией понятия «состоит из...» на микромир. Если частицу малой массы, пишет он, поместить в пространство с очень малым объемом, то, по соотношению неточностей Гейзенберга, ее кинетическая энергия будет увеличиваться с уменьшением этой области таким образом, что с неограниченным уменьшением этого пространства кинетическая энергия частицы, а значит и ее полная масса будут стремиться к бесконечности. Таким образом, оказывается, невозможным построить бесконечно «мелкую» структуру данного объекта данной массы, пытаясь строить его механически из частиц меньших масс, которые занимают все меньшие объемы в структуре данного объема. Возникла идея строить частицы из более фундаментальных частиц, обладающих большими массами. Уменьшение массы результирующей системы возникает за счет сильного взаимодействия тяжелых частиц, составляющих систему. Материя во всех своих масштабах обладает формообразующей активностью. Бесструктурной материи нет.
Но что представляет собой система? Из всего многообразия выделим основное определение, которое считается наиболее корректным и наиболее простым, что немаловажно в целях дальнейшего изучения указанного понятия. Таковым может быть определение, данное одним из основоположников общей теории систем Л. Берталанфи: система -- это комплекс взаимодействующих элементов .
В понимании того, что же такое система, главную роль играет значение слова «элемент». Без этого само определение может считаться банальным, не заключающем в себе значительной эвристической ценности. Критериальное свойство элемента сводится к его необходимому и непосредственному участию в создании системы: без него, т. е. без какого-либо одного элемента, система не может существовать. Элемент есть далее неразложимый компонент системы при данном способе ее рассмотрений. Если, например, взять человеческий организм, то отдельные клетки, молекулы или атомы не будут выступать его элементами; ими окажутся пищеварительная система, кровеносная и нервная системы и т.д. (по отношению к системе «организм» точнее будет назвать их подсистемами). Что же касается отдельных внутриклеточных образований, то они могут считаться подсистемами клеток, но никак не организма; по отношению к системе «организм» они являются компонентом его содержания, но не элементом и не подсистемой.
Понятие «подсистема» было выработано для анализа саморазвивающихся, сложноорганизованных, систем, когда между системой и элементами существуют более сложные, чем элементы «промежуточные» комплексы, но менее сложные, чем сама система. Они соединяют в себе различные части, элементы системы, которые в своей совокупности способны к выполнению единой программы системы. Являясь элементом системы, подсистема в свою очередь оказывается системой по отношению к элементам, ее составляющим. Точно так же обстоит дело с отношениями между понятиями «система» и «элемент»: они переходят друг в друга. Иначе говоря, система и элемент относительны. С этой точки зрения вся материя представляется как бесконечная система систем. «Системами» могут быть системы отношений, детерминаций и т.п. Наравне с представлением об элементах в представление, о всякой системе входит и представление о ее структуре. Структура -- это совокупность устойчивых отношений и связей между элементами. Сюда можно отнести общую организацию элементов, их пространственное расположение, связи между этапами развития и т.п. .
По своей значимости для системы связи элементов неодинаковы: одни малосущественны, остальные существенны, закономерны. Структура -- это прежде всего закономерные связи элементов. Среди закономерных наиболее значимыми считаются интегрирующие связи (или интегрирующие структуры), обусловлавливающие интегрированность сторон объекта. В системе производственных отношений, например, существуют связи трех родов: относящиеся к формам собственности, к распределению и к обмену деятельностью.
Все они закономерны и существенны, несмотря на то, что интегрирующую роль в этих отношениях играют отношения собственности (иначе формы собственности). Интегрирующая структура представляет собой ведущую основу системы.
Возникает вопрос -- чем можно определить качество системы -- структурами или элементами? По мнению некоторых философов, качество системы детерминируется, прежде всего структурой, отношениями, связями внутри системы. Представители школы структурно-функционального анализа, во главе с Т. Парсонсом, положили в основу концепции общества «социальные действия» и заострили внимание на функциональных связях, их описании, выявлении структурных феноменов. При этом вне поля зрения остались причинные зависимости и субстратные элементы. В области лингвистики также возможно встретить направление, абсолютизирующее роль структуры в генезисе качества систем.
Для целей исследования бывает, возможно, и нужно на какое-то время абстрагироваться от материальных элементов, сосредоточиться на анализе структур. Однако одно дело -- временное отвлечение от материального субстрата, а совсем другое -- абсолютизация этой односторонности, построение на таком отвлечении целостного мировоззрения.
С помощью научно-философского подхода можно выявить зависимость систем от структур. Пример тому служит явление изомерии в химии. В пользу выдвинутого положения говорит и относительная независимость структур от природы их субстратных носителей (так, электронные импульсы, нейтроны и математические символы способны являться носителями одной и той же структуры). На использовании свойства одинаковости структур, или изоморфизма, основывается один из главных методов современной науки -- метод кибернетического моделирования.
Но как бы актуальна ни была роль структуры в обуславливании природы системы, первое значение принадлежит все-таки элементам. Под этим следует подразумевать невозможность порождения той или иной совокупностью элементов, которые вступают во взаимодействие. Элементы описывают сам характер связи внутри системы. То есть, природа и количество элементов обусловливают способ их взаимосвязи. Одни элементы детерминируют одну структуру, другие -- другую. Элементы -- материальный носитель отношений и связей, они и составляют структуру системы . Таким образом, качество системы определяется, во-первых, элементами (их свойствами, природой, количеством) и, во-вторых, структурой, т. е. их взаимодействием, связью. Нет и не может быть «чистых» структур в материальных системах, как не может быть и «чистых» элементов. С этой точки зрения структурализм как мировоззрение есть одностороннее, и поэтому ошибочное видение мира.
Система (греч. составленное из частей, соединенное) - совокупность предметов находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство. Понятие С. играет важную роль в совр. философии, науке, технике и практической деятельности. Начиная с середины 20 в. ведутся интенсивные разработки в области системного подхода и общей теории систем. Понятие С. имеет длительную историю. Уже в античности был сформулирован тезис о том, что целое больше суммы его частей. Стой-; ки истолковывали С. как мировой порядок. В развитии философии, начиная с античности (Платон, Аристотель), большое внимание было уделено также раскрытию специфических особенностей С. знания. Системность познания подчеркивал Кант; дальнейшее развитие эта линия получила у Шеллинга и Гегеля. В 17-19 вв. в различных специальных науках исследовались определенные типы С. (геометрические, механические С. и т. д.). Марксизм сформулировал философские и методологические основы научного познания целостных развивающихся с. Важнейшую роль в этой связи играет диалектико-материалис-тический принцип системности. В середине 20 в. большое значение для понимания механизмов С. управления (больших, сложных С.) сыграли кибернетика и цикл связанных с нею научных и технических дисциплин. Понятие С. органически связано с понятиями целостности, элемента, подсистемы, связи, отношения, структуры и др. Для С. характерно не только наличие связей и отношений между образующими ее элементами (определенная организованность), но и неразрывное единство со средой, во взаимоотношениях о к-рой С. проявляет свою целостность. Любая С. может быть рассмотрена как элемент С. более высокого порядка, в то время как ее элементы могут выступать в качестве С. более низкого порядка.: Иерархичность, многоуровневость характеризуют строение, морфологию С. и ее поведение, функционирование: отдельные уровни С. обусловливают определенные аспекты ее поведения, а целостное функционирование оказывается результатом взаимодействия всех ее сторон, уровней-. Для большинства С. характерно наличие в них процессов передачи информации и управления, к наиболее сложным типам С. относятся целенаправленные С., поведение к-рых подчинено достижению определенной цели, и самоорганизующиеся С., способные в процессе своего функционирования изменять свою структуру. Причем для мн. сложных С. (живых, социальных и т. д.) характерно существование разных по уровню, часто не согласующихся между собой целей, кооперирование и конфликт этих целей и т. д. В наиболее общем плане С. делятся на материальные и абстрактные (идеальные). Первые, в свою очередь, включают С. неорганической природы (физические, химические, геологические и т. п. С.), живые С., особый класс материальных С. образует социальные С. Абстрактные С. являются продуктом человеческого мышления, и они также могут быть разделены на ряд типов. Используются и др. основания классификации С. Интенсивное развитие в 20 в. системных методов исследования и широкое использование этих методов для решения практических задач науки и техники (напр., для анализа различных биологических С., С. воздействия че^ ловека на природу, для построения С. управления транспортом, космическими полетами, различных С. организации и управления производством, систем моделирования глобального развития и т. д.) потребовало разработки строгих формальных определений понятия С., к-рые строятся с помощью языков множеств теории, математической логики, кибернетики и т. д., взаимно дополняя друг друга.
С переходом к изучению больших и сложно организованных объектов прежние методы классической науки оказались неэффективными. Для изучения таких объектов в середине ХХ века стал активно разрабатываться системный анализ, или системный подход в исследованиях. Возникло целое «системное движение», включающее различные направления: общая теория систем (ОТС), системный подход, системно-структурный анализ, философская концепция системности мира и познания.
В его основе лежит исследование материальных и идеальных объектов как систем, имеющих определенную структуру и содержащих определенное количество взаимосвязанных элементов. Методологическая специфика системного анализа определяется тем, что он ориентирует исследование на раскрытие целостности объекта и механизмов, обеспечивающих эту целостность, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведение их в единую теоретическую картину.
Предпосылки системного подхода в науке формировались, начиная со второй половины ХIХ и в начале ХХ века – в экономической науке (К.Маркс, А.Богданов), в психологии (гештальтпсихология), в физиологии (Н.А.Бернштейн). В середине ХХ века системные исследования развивались почти параллельно в биологии, технике, кибернетике, экономике, оказывая сильные взаимные влияния.
Одной из первых наук, где объекты исследования стали рассматриваться
как системы, была биология. Эволюционная теория Ч.Дарвина формировалась
на базе статистического описания объектов исследования. Осознание
недостатков этой теории заставило ученых подойти к разработке более
широкого понимания процессов жизнедеятельности, и этот процесс шел в
двух направлениях. Во-первых, произошло расширение сферы исследования за
пределы организма и вида, которыми ограничивался Дарвин.
В результате в первой половине ХХ века сформировалось и получило развитие учение о биоценозах и биогеоценозах. Во-вторых, в изучении организмов внимание исследователей переключилось с отдельных процессов на их взаимодействие. Было обнаружено, что важнейшие проявления жизни, не получившие объяснения в теории Дарвина, обусловлены внутренними взаимодействиями, а не внешней средой. Таковы, например, явления саморегуляции, регенерации, генетического и физиологического гомеостаза. Отметим, что все эти понятия возникли в кибернетике, а их проникновение в биологию способствовало становлению системного исследования в биологии. В результате было осознано, что эволюция не может быть понята без изучения организации таких надорганизменных объединений живых организмов, как популяция, биоценоз, биогеоценоз. Такие объекты являются системными образованиями, поэтому и изучаться они должны с позиций системного подхода. Иначе говоря, предмет исследования определяет метод исследования.
Основные принципы системного подхода к исследованию объектов любой природы сформулированы в междисциплинарной общей теории систем, первый развернутый вариант которой был разработан австрийским биологом-теоретиком Л.Берталанфи в 40-50-е годы ХХ века. Основная задача общей теории систем – найти совокупность законов, объясняющих поведение, функционирование и развитие всего класса объектов как целого. Системный подход направлен против редукционизма, который пытается любое сложное явление объяснить при помощи законов, управляющих поведением его составных частей, то есть сводит сложное к простому.
Системное исследование объектов является одной из самых сложных форм научного познания. Оно может быть связано с функциональным описанием и описанием поведения объекта, но не сводится к ним. Специфика системного исследования выражается не в усложнении метода анализа объекта (хотя это и имеет место), а в выдвижении нового принципа или подхода при рассмотрении объектов, в новой ориентации всего исследовательского процесса по сравнению с классическим естествознанием. В современной науке системный подход выступает важнейшей методологической парадигмой. Эта ориентация выражается стремлением к построению целостной теоретической модели класса объектов и рядом других особенностей, а именно:
При исследовании объекта как системы описание его компонентов не имеет самодовлеющего значения, поскольку они рассматриваются не сами по себе (как это было в классическом естествознании), а с учетом их места в структуре целого; Хотя компоненты системы могут состоять из одного материала, но при системном анализе они рассматриваются как наделенные разными свойствами, параметрами, функциями, и вместе с тем, они объединяются общей программой управления; Исследование систем предполагает учет внешних условий их существования (что не предусматривается в элементно-структурном анализе); Специфичной для системного подхода является проблема порождения свойств целого из свойств компонентов и, наоборот, зависимости свойств компонентов от системы целого; Для высокоорганизованных систем, именуемых органическими, оказывается недостаточным обычное причинное описание их поведения, поскольку оно характеризуется целесообразностью (подчинено необходимости достижения конкретной цели); Системный анализ в основном применим для сложных, больших систем (биологические, психологические, социальные, большие технические системы и т.д.).
Следовательно, система – это такое целое, которое образовано множеством взаимосвязанных элементов, где в качестве элементов выступают сложные, иерархически организованные подсистемы, связанные со средой. Система всегда представляет собой упорядоченное множество, взаимосвязанных между собой элементов, внутренние связи которых прочнее внешних. Система – это всегда определенная отграниченная целостность (упорядоченное множество), состоящая из взаимозависимых частей, каждая из которых вносит вклад в функционирование единого целого. Главное, что определяет систему, – это взаимосвязь и взаимодействие частей в рамках целого. Любая система представляет собой множество разнообразных элементов, обладающих структурой и организацией.
Таким образом, важнейшие характеристики любой систе-
Мы – это целостность, организация (упорядоченность), структурность, иерархичность строения, множественность элементов и уровней. Все эти свойства отличают систему от таких предметов и явлений, которые системами не являются и именуются агрегатами. (Например, куча камней, мешок гороха и т.п.).
Структура (от лат. structura – строение, порядок, связь) – общенаучное понятие, выражающее совокупность устойчивых внутренних связей объекта (системы), которые обеспечивают его целостность и тождественность самому себе, т.е. сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях. Структурой системы называют совокупность тех специфических взаимосвязей и взаимодействий, благодаря которым возникают целостные свойства, присущие только всей системе и отсутствующие у составляющих ее компонентов. Эти целостные свойства называются эмерджентными.
В современной науке понятие структура обычно соотносится с понятиями системы, организации, функции и служит основой для развертывания структурно-фукционального анализа.
Организация (от лат.organizmo – сообщаю стройный вид, устраиваю) – одно из ключевых понятий системного подхода, характеризующее внутреннюю упорядоченность элементов целого, а также совокупность процессов, обеспечивающих взаимосвязи между отдельными частями системы.
Системный подход предполагает следующие общенаучные методологические принципы – требования научного исследования объектов как систем:
Выявление зависимости каждого элемента от его места и функций в системе с учетом того, что свойства целого несводимы к сумме свойств его элементов; анализ того, насколько поведение системы обусловлено как особенностями ее отдельных элементов, так и свойствами ее структуры; исследование механизма взаимозависимости, взаимодействия системы и среды; изучение характера иерархичности, присущего данной системе; использование множественности описаний с целью многоаспектного охвата системы; рассмотрение динамизма системы, анализ ее как развивающейся целостности.
Таким образом, для системного подхода характерно именно целостное рассмотрение объектов, определение характера взаимодействия составных частей или элементов и несводимость свойств целого к свойствам его частей.
Существенным аспектом раскрытия содержания понятия системы является выделение различных типов систем (типология или классификация). В наиболее общем плане системы можно разделить на материальные и идеальные (или абстрактные).
Материальные системы по своему содержанию и свойствам существуют независимо от познающего субъекта (как целостные совокупности материальных объектов). Они делятся на системы неорганической природы (физические, геологические, химические и др.) и живые (или органические) системы, куда входят как простейшие биологические системы, так и очень сложные биологические объекты, типа организма, вида, экосистемы. Особый класс материальных систем образуют социальные системы, чрезвычайно многообразные по своим типам и формам (начиная от простейших социальных объединений и вплоть до социально-экономических и политических структур общества). Идеальные (абстрактные или концептуальные) системы являются продуктом человеческого мышления и познания; они также делятся на множество различных типов: понятия, гипотезы, теории, концепции и т.д. В науке ХХ века большое внимание уделялось исследованию языка как системы (лингвистическая система); в результате обобщения этих исследований возникла общая теория знаковых систем – семиотика.
В зависимости от состояния и взаимодействия с окружением выделяют статические и динамические системы. Такое деление достаточно условно, так как все в мире находится в постоянном изменении и движении. Однако, в науке принято различать статику и динамику исследуемых объектов.
Среди динамических систем обычно выделяют детерминистские и стохастические (вероятностные) системы. Такая классификация основывается на характере предсказания динамики поведения систем. Предсказания поведения детерминистских систем имеют вполне однозначный и достоверный характер. Именно такими являются динамические системы, исследуемые в механике и астрономии. В отличие от них стохастические системы, которые чаще называют вероятностно-статистическими, имеют дело с массовыми или повторяющимися случайными событиями и явлениями. Поэтому предсказания в них имеют не однозначно достоверный, а лишь вероятностный характер. Далее разъясним сказанное более подробно, для любознательных.
Состояние материальной системы – это конкретная определенность системы, однозначно детерминирующая ее эволюцию во времени. Для задания состояния системы необходимо: 1) определить совокупность физических величин, описывающих данное явление и характеризующих состояние системы, – параметры состояния системы; 2) выделить начальные условия рассматриваемой системы (зафиксировать значения параметров состояния в начальный момент времени); 3) применить законы движения, описывающие эволюцию системы.
В классической механике параметром, характеризующим состояние механистической системы, является совокупность всех координат и импульсов материальных точек, составляющих эту систему. Задать состояние механической системы – значит, указать все координаты и импульсы всех материальных точек. Основная задача динамики состоит в том, чтобы, зная начальное состояние системы и законы движения (законы Ньютона), однозначно определить состояние системы во все последующие моменты времени, то есть однозначно определить траектории движения частиц. Траектории движения получаются путем интегрирования дифференциальных уравнений движения. Траектории движения дают полное описание поведения частиц в прошлом, настоящем и будущем, то есть характеризуются свойствами детерминированности и обратимости. Здесь полностью исключается элемент случайности, все заранее жестко причинно-следственно обусловлено. Можно сказать, что в динамических теориях необходимость, отраженная в форме закона, выступает как абсолютная противоположность случайному. Причем, понятие причинности связывается здесь со строгим детерминизмом в лапласовском духе. (Далее поясним, что это значит).
В механистической картине мира любые события жестко предопределялись законами механики. Случайность в принципе исключалась из этой картины мира. «Наука – враг случайностей», восклицал французский мыслитель А.Гольбах (1723–1789). Жизнь и разум в механистической картине мира не обладали никакой качественной спецификой. Сам человек рассматривался как особый механизм. «Человек-машина» назывался знаменитый трактат французского философа Анри Ламетри. Поэтому присутствие человека в мире не меняло ничего. Если бы человек однажды исчез с лица земли, мир продолжал бы существовать, как ни в чем не бывало. Иначе говоря, во взглядах ученых тогда господствовал механистический детерминизм – учение о всеобщей предопределенности и однозначной обусловленности явлений природы. Все механические процессы в классических представлениях подчинены принципу строгого «железного детерминизма», т.е. возможно точное предсказание поведения механической системы, если известно ее предыдущее состояние.
В науке утвердилась точка зрения о том, что только динамические
законы полностью отражают причинность в природе. Причем, понятие
причинности связывается со строгим детерминизмом в лапласовском духе.
Здесь уместно привести фундаментальный принцип, провозглашенный
французским ученым
ХVIII века Пьером Лапласом, и отметить вошедший в науку в связи с этим принципом образ, именуемый «демоном Лапласа»: «Мы должны рассматривать существующее состояние Вселенной как следствие предыдущего состояния и как причину последующего. Ум, который в данный момент знал бы все силы, действующие в природе, и относительное положение всех составляющих ее сущностей, если бы он еще был столь обширен, чтобы ввести в расчет все эти данные, охватил бы одной и той же формулой движения крупнейших тел Вселенной и легчайших атомов. Ничто не было бы для него недостоверным, и будущее, как и прошедшее, стояло бы перед его глазами».
Эволюция динамических детерминистских систем определяется знанием начальных условий и дифференциальных уравнений движения, на основе чего можно однозначно охарактеризовать состояние системы в прошлом, настоящем и будущем в любой заданный момент времени. То есть, при описании таких систем предполагается заданной вся совокупность состояний, соответствующих любому моменту времени.
В статистической физике при рассмотрении систем, состоящих из огромного числа частиц (например, в молекулярно-кинетической теории), состояние системы характеризуют не полным набором значений координат и импульсов всех частиц, а вероятностью того, что эти значения лежат внутри определенных интервалов. Тогда состояние системы задается с помощью функции распределения, зависящей от координат, импульсов всех частиц системы и от времени. Функция распределения интерпретируется как плотность вероятности обнаружения той или иной физической величины. По известной функции распределения можно найти средние значения любой физической величины, зависящей от координат и импульсов, и вероятность того, что эта величина принимает определенное значение в заданных интервалах.
Существует важное различие между описанием состояния в статистической физике и в квантовой механике. Оно состоит в том, что состояние в квантовой механике описывается не плотностью вероятности, а амплитудой вероятности. Плотность вероятности пропорциональна квадрату амплитуды вероятности. Это и приводит к сугубо квантовому эффекту интерференции вероятностей.
Идеалом классического описания физической реальности считалась динамическая детерминированная форма законов физики. Поэтому первоначально физики негативно относились к введению вероятности в статистические законы. Многие считали, что вероятность в законах свидетельствует о мере нашего незнания. Однако, это не так. Статистические законы также выражают необходимые связи в природе. Действительно, во всех фундаментальных статистических теориях состояние представляет собой вероятностную характеристику системы, но уравнения движения по-прежнему однозначно определяют состояние (статистическое распределение) в любой последующий момент времени по заданному распределению в начальный момент. Главное отличие статистических законов от динамических состоит в учете случайного (флуктуации). Статистические законы – это законы больших чисел, они отражают степень необходимого в массе случайных процессов и явлений, т.е. их вероятность, возможность. В философии давно выработано представление о диалектическом тождестве и различии противоположных сторон любого явления. В диалектике необходимое и случайное – это две противоположности единого явления, две стороны одной медали, которые взаимообусловливают друг друга, взаимопревращаются, не существуют друг без друга. Главное различие между динамическими и статистическими законами с философско-методологической точки зрения состоит в том, что в статистических законах необходимость выступает в диалектической связи со случайностью, а в динамических – как абсолютная противоположность случайного. А отсюда вывод: «Динамические законы представляют собой первый низший этап в процессе познания окружающего нас мира; статистические законы обеспечивают более современное отображение объективных связей в природе: они выражают следующий, более высокий этап познания».
Шаг за шагом, преодолевая пресловутую инерцию мышления, приверженность традиционным нормам объяснения и описания природы, ученым приходилось убеждаться, что вероятностный, статистический характер присущ любым эволюционным процессам – биологическим, экономическим, космологическим и космогоническим. Подобно тому, как в свое время Вселенная представлялась наиболее идеальным механизмом (и соответственно, подтверждением механистической концепции), современные «сценарии» эволюции «ветвящейся Вселенной», происходящих в ней процессов самоорганизации стали наиболее ярким выражением теперь уже неклассического и даже постнеклассического научного мышления. Вероятностная закономерность, по словам ученых, становится королевой эволюции на всех ее уровнях. Более того, выясняется, что столь тщательно лелеемые и оберегаемые от посягательств однозначные динамические законы природы, являются лишь сильной идеализацией, предельным случаем более сложных – статистических законов.
По характеру взаимодействия с окружающей средой различают системы открытые и закрытые (изолированные). Что также условно, ибо представление о закрытых системах возникло в классической термодинамике как определенная абстракция, которая оказалась не соответствующей объективной действительности, где практически все системы являются открытыми, т.е. взаимодействующими с окружением путем обмена веществом, энергией и информацией.
В процессе развития системных исследований ХХ века были
более четко определены задачи и функции разных форм теоретического
анализа всего комплекса системных проблем. Основная задача
специализированных теорий систем – построе-
Ние конкретно-научного знания о разных типах и свойствах систем, в то время как главные проблемы общей теории систем концентрируются вокруг логико-методологических принципов анализа систем, построения метатеории системных исследований.
Системный подход, как междисциплинарная научная парадигма, сыграл фундаментальную роль в раскрытии единства мира и научных знаний о нем. Системная парадигма получила дальнейшее развитие в становлении современной эволюционно-синергетической парадигмы. Общую теорию систем (ОТС) рассматривают если не как непосредственную предшественницу синергетики, то как одну из областей знания, подготовивших проблематику самоорганизации. Объекты ОТС и синергетики всегда системны. Системный подход как действующая методология привел к формированию общей теории систем – метатеории, предметом которой является класс специальных теорий систем и различные формы системных построений.
Что касается синергетики, то здесь речь уже идет не о системах как таковых, а о процессе их структурирования. Ядром рассмотрения является самоорганизация. Можно сказать, что произошел переход от статики систем к их динамике.
СИСТЕМА (от греч. σύστεμα – целое, составленное из частей, соединение) – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определенную целостность, единство. Претерпев длительную историческую эволюцию, понятие «система» с сер. 20 в. становится одним из ключевых философско-методологических и специально-научных понятий. В современном научном и техническом знании разработка проблематики, связанной с исследованием и конструированием систем разного рода, проводится в рамках системного подхода , общей теории систем , различных специальных теорий систем, системном анализе , в кибернетике, системотехнике, синергетике , теории катастроф, термодинамике неравновесных систем и т.п.
Первые представления о системе возникли в античной философии, выдвинувшей онтологическое истолкование системы как упорядоченности и целостности бытия. В древнегреческой философии и науке (Платон, Аристотель, стоики, Евклид) разрабатывалась идея системности знания (целостность знания, аксиоматическое построение логики, геометрии). Воспринятые от античности представления о системности бытия развивались как в системно-онтологических концепциях Спинозы и Лейбница, так и в построениях научной систематики 17–18 вв., стремившейся к естественной (а не телеологической) интерпретации системности мира (напр., классификация К.Линнея). В философии и науке Нового времени понятие системы использовалось при исследовании научного знания; при этом спектр предлагаемых решений был очень широк – от отрицания системного характера научно-теоретического знания (Кондильяк) до первых попыток философского обоснования логико-дедуктивной природы систем знания (И.Г.Ламберт и др.).
Принципы системной природы знания разрабатывались в немецкой классической философии: согласно Канту, научное знание есть система, в которой целое главенствует над частями; Шеллинг и Гегель трактовали системность познания как важнейшее требование теоретического мышления. В западной философии 2-й пол. 19–20 в. содержатся постановки, а в отдельных случаях и решения некоторых проблем системного исследования: специфики теоретического знания как системы (неокантиантво), особенностей целого (холизм, гештальтпсихология), методы построения логических и формализованных систем (неопозитивизм). Определенный вклад в разработку философских и методологических оснований исследования систем внесла марксистская философия.
Для начавшегося со 2-й пол. 19 в. проникновения понятия системы в различные области конкретно-научного знания важное значение имело создание эволюционной теории Ч.Дарвина, теории относительности, квантовой физики, позднее – структурной лингвистики. Возникла задача построения строгого определения понятия системы и разработки оперативных методов анализа систем. Бесспорный приоритет в этом отношении принадлежит разработанной А.А.Богдановым в нач. 20 в. концепции тектологии – всеобщей организационной науки. Эта теория в то время не получила достойного признания и только во 2-й пол. 20 в. значение тектологии Богданова было адекватно оценено. Некоторые конкретно-научные принципы анализа систем были сформулированы в 1930–40-х гг. в работах В.И.Вернадского, в праксеологии Т.Котарбиньского. Предложенная в конце 1940-х гг. Л.Берталанфи программа построения «общей теории систем» явилась одной из попыток обобщенного анализа системной проблематики. Именно эта программа системных исследований получила наибольшую известность в мировом научном сообществе 2-й пол. 20 в. и с ее развитием и модификацией во многом связано возникшее в это время системное движение в науке и технических дисциплинах. Дополнительно к этой программе в 1950–60-х гг. был выдвинут ряд общесистемных концепций и определений понятия системы – в рамках кибернетики, системного подхода, системного анализа, системотехники, теории необратимых процессов и т.п.
При определении понятия системы необходимо учитывать теснейшую взаимосвязь его с понятиями целостности, структуры, связи, элемента, отношения, подсистемы и др. Поскольку понятие системы имеет чрезвычайно широкую область применения (практически каждый объект может быть рассмотрен как система), постольку его достаточно полное понимание предполагает построение семейства соответствующих определений – как содержательных, так и формальных. Лишь в рамках такого семейства определений удается выразить основные системные принципы: целостности (принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и невыводимость из последних свойств целого; зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места, функций и т.д. внутри целого); структурности (возможность описания системы через установление ее структуры, т.е. сети связей и отношений; обусловленность поведения системы не столько поведением ее отдельных элементов, сколько свойствами ее структуры); взаимозависимости системы и среды (система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия со средой, являясь при этом ведущим активным компонентом взаимодействия); иерархичности (каждый компонент системы, в свою очередь, может рассматриваться как система, а исследуемая в данном случае система представляет собой один из компонентов более широкой системы); множественности описания каждой системы(в силу принципиальной сложности каждой системы ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы) и др.
Каждая система характеризуется не только наличием связей и отношений между образующими ее элементами, но и неразрывным единством с окружающей средой, во взаимодействии с которой система проявляет свою целостность. Иерархичность присуща не только строению, морфологии системы, но и ее поведению: отдельные уровни системы обусловливают определенные аспекты ее поведения, а целостное функционирование оказывается результатом взаимодействия всех ее сторон и уровней. Важной особенностью систем, особенно живых, технических и социальных, является передача в них информации; существенную роль в них играют процессы управления. К наиболее сложным видам систем относятся целенаправленные системы, поведение которых подчинено достижению определенных целей, и самоорганизующиеся системы, способные в процессе функционирования видоизменять свою структуру. Для многих сложных живых и социальных систем характерно наличие разных по уровню, часто не согласующихся между собой целей.
Существенным аспектом раскрытия содержания понятия системы является выделение различных типов систем. В наиболее общем плане системы можно разделить на материальные и абстрактные. Первые (целостные совокупности материальных объектов) в свою очередь делятся на системы неорганичной природы (физические, геологические, химические и др.) и живые системы, куда входят как простейшие биологические системы, так и очень сложные биологические объекты типа организма, вида, экосистемы. Особый класс материальных живых систем образуют социальные системы, многообразные по типам и формам (от простейших социальных объединений до социально-экономической структуры общества). Абстрактные системы являются продуктом человеческого мышления; они также могут быть разделены на множество различных типов (особые системы представляют собой понятия, гипотезы, теории, последовательная смена научных теорий и т.д.). К числу абстрактных систем относятся и научные знания о системах разного типа, как они формулируются в общей теории систем, специальных теориях систем и др. В науке 20 в. большое внимание уделяется исследованию языка как системы (лингвистическая система); в результате обобщения этих исследований возникла общая теория знаков – семиотика . Задачи обоснования математики и логики вызвали интенсивную разработку принципов построения и природы формализованных систем (металогика, математика). Результаты этих исследований широко применяются в кибернетике, вычислительной технике, информатике и др.
При использовании других оснований классификации систем выделяются статичные и динамичные системы. Для статичной системы характерно, что ее состояние с течением времени остается постоянным (напр., газ в ограниченном объеме – в состоянии равновесия). Динамичная система изменяет свое состояние во времени (напр., живой организм). Если знание значений переменных системы в данный момент времени позволяет установить состояние системы в любой последующий или любой предшествующий моменты времени, то такая система является однозначно детерминированной. Для вероятностной (стохастической) системы знание значений переменных в данный момент времени позволяет предсказать вероятность распределения значений этих переменных в последующие моменты времени. По характеру взаимоотношений системы и среды системы делятся на закрытые (в них не поступает и из них не выделяется вещество, происходит лишь обмен энергией) и открытые (постоянно происходит ввод и вывод не только энергии, но и вещества). По второму закону термодинамики, каждая закрытая система в конечном счете достигает состояния равновесия, при котором остаются неизменными все макроскопические величины системы и прекращаются все макроскопические процессы (состояние максимальной энтропии и минимальной свободной энергии). Стационарным состоянием открытой системы является подвижное равновесие, при котором все макроскопические величины остаются неизменными, но продолжаются макроскопичные процессы ввода и вывода вещества.
Основная задача специализированных теорий систем – построение конкретно-научного знания о разных типах и разных аспектах систем, в то время как главные проблемы общей теории систем концентрируются вокруг логико-методологических принципов анализа систем, построения метатеории системных исследований.
Литература:
1. Рапопорт А. Различные подходы к общей теории систем. – В кн.: Системные исследования. Ежегодник 1969. М., 1969;
2. Гвишиани Д.М. Организация и управление. М., 1972;
3. Огурцов А.П. Этапы интерпретации системности знания. – В кн.: Системные исследования. Ежегодник 1974. М., 1974;
4. Садовский В.Н. Основания обшей теории систем. М., 1974;
5. Захаров В.Н ., Поспелов Д.Α. , Хазацкий В.Е. Системы управления. М., 1977;
6. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М., 1978;
7. Месарович М. , Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. М., 1978;
8. Афанасьев В.Г. Системность и общество. М., 1980;
9. Кузьмин В.П. Принцип системности в теории и методологии К.Маркса. М., 1983;
10. Блауберг И.В. Проблема целостности и системный подход. М., 1997;
11. Юдин Э.Г. Методология. Системность. Деятельность. М., 1997;
12. Агошков Е.Б. , Ахлибинский Б.В. Эволюция понятия системы. – «ВФ», 1998, № 7;
13. Modern Systems Research for the Behavioral Scientist. A Sourcebook, ed. by W.Buckley. Chi., 1968;
14. Bertalanfy L.V. General System Theory. Foundations, Development, Applications. N. Y., 1969;
15. Trends in General Systems Theory, ed. by G.J.Klir. N. Y., 1972;
16. Laszlo E. Introduction to Systems Philosophy. N. Y., 1972;
17. Sutherland J.W. Systems: Analysis, Administration and Architecture. N. Y., 1975;
18. Mattessicq R. Instrumental Reasoning and Systems Methodology. Dortrecht – Boston, 1978;
19. Rappoport A. General System Theory. Cambr. (Mass.), 1986.
20. См. также лит. к ст. Системный подход , Системный анализ .
В.Н.Садовский
Современное философское миропонимание предполагает упорядоченность и организованность мира, а проблема самоорганизации бытия является одной из центральных в современной науке и философии. Бытие представляет собой сложноорганизованную иерархию систем, все элементы которой находятся в закономерной связи друг с другом, кажущаяся неоформленность изменений в каком-то одном отношении оказывается упорядоченностью в другом. Именно это обстоятельство фиксируется в понятии системности. Системность, наряду с пространством, временем, движением, является атрибутивным, т.е. всеобщим и неотъемлемым свойством материи.
Для понятия "система" существует несколько десятков определений, однако классическим признано определение, данное основоположником теории систем Людвигом фон Берталанфи: "система – это комплекс взаимодействующих элементов". Ключевым в этом определении является понятие "элемент". Под элементом подразумевается неразложимый компонент системы при определенном, заданном способе ее рассмотрения. Если меняется угол зрения, то явления или события, которые рассматривались в качестве элемента системы, сами могут становиться системами. Например, элементами системы "газ" выступают молекулы газа. Однако сами молекулы в свою очередь могут рассматриваться в качестве систем, элементами которых являются атомы. Атом – тоже система, однако принципиально другого уровня, чем газ, и т.д.
Элементами системы являются только те предметы, явления или процессы, которые участвуют в формировании ее свойств. Комплекс элементов системы может складываться в подсистемы разного уровня, которые выполняют частные программы и являются промежуточными звеньями между элементами и системой.
По характеру связей между элементами все системы делятся на суммативные и целостные.
В суммативных системах связь между элементами выражена слабо, они автономны по отношению друг к другу и системе в целом. Качество такого образования равно сумме качеств составляющих его элементов. Примером суммативной системы является куча песка. Несмотря на высокую степень автономности элементов, образования, аналогичные куче песка, все же могут сохранять устойчивость длительное время и существовать в качестве самостоятельных совокупностей. Кроме того, существует предел количественных изменений таких систем, превышение которого приводит к изменению их качества. У суммативных систем есть собственная программа существования, которая выражается в структурности (о понятии структурности мы скажем чуть ниже).
В целостных системах четко выражена зависимость их возникновения и функционирования от составляющих элементов – и наоборот. Каждый элемент такой системы в своем возникновении, развитии и функционировании зависит от всей целостности; и напротив, – система зависит от каждого из своих элементов. Внутренние связи в целостностях стабильнее внешних, а качество системы не сводимо к сумме составляющих ее элементов. Примером целостной системы являются живой организм или общество.
Под действием определенных факторов суммативные системы могут преобразовываться в целостные, как и целостные могут становиться суммативными. Одним из факторов преобразования суммации в целостность являются гравитационные взаимодействия. И напротив, фактором превращения целостности в суммацию может стать энтропия.
Помимо типологии систем, в зависимости от характера связи между элементами различают системы по типу их взаимодействия с окружающей средой. В этом случае выделяют открытые и закрытые (замкнутые ) системы. В закрытых системах не происходит обмена энергией и веществом с внешним миром. Такие системы стремятся к равновесному состоянию, максимальной степенью которого является неупорядоченность и хаос. Открытые системы, напротив, обмениваются энергией и веществом с внешним миром. В них при определенных условиях из хаоса могут самопроизвольно возникать упорядоченные структуры. Законы возникновения таких структур описываются в рамках синергетической концепции (см. 3.5).
Различение открытых и закрытых систем не является абстрактным умствованием, а имеет принципиальное мировоззренческое значение. Понимание Вселенной как закрытой или, напротив, открытой системы приводит к важным космологическим, а затем и философским выводам. Так, на основе представления о Вселенной как закрытой системе была сформулирована теория тепловой смерти, согласно которой все процессы в мире ведут к состоянию наибольшего равновесия, т.е. хаосу.
Теория тепловой смерти Вселенной была разработана в середине XIX в. Вильямом Томпсоном и Рудольфом Клаузиусом. В ее основе, помимо представления о мире как закрытой системе, лежит распространение второго начала термодинамики (закона возрастания энтропии) на всю Вселенную. Согласно второму началу термодинамики, все процессы в замкнутой системе постепенно приводят ее в состояние наибольшего теплового равновесия, поэтому энтропия замкнутой системы неизбежно возрастает. В системе, предоставленной самой себе, происходит выравнивание температуры, и она теряет способность изменить свое качественное состояние. Таким образом, неизбежен вывод, что во Вселенной все виды энергии в конце концов превратятся в тепловую, а последняя перестанет преобразовываться в другие формы. Наступившее состояние теплового равновесия и будет означать смерть Вселенной. При этом общее количество энергии в мире останется неизменным, т.е. закон сохранения энергии не будет нарушен. Таким образом, наличие во Вселенной, существующей уже длительное время, многообразных видов и форм энергии и движения, с точки зрения авторов теории тепловой смерти, является необъяснимым фактом. Понятно, что такой вывод ведет к предположению о существовании некой силы, которая периодически выводит мир из состояния теплового равновесия, т.е., по сути, к представлению о существовании Бога или других сверхъестественных сущностей, которые вновь и вновь творят Вселенную из хаоса.
Теория тепловой смерти сразу же после создания была раскритикована. В частности, появилась флуктуационная теория Людвига Больцмана, согласно которой Вселенная выводится из состояния равновесия с помощью внутренне присущих ей флуктуаций. Кроме того, критики говорили, что неправомерно распространять второе начало термодинамики на весь мир, а последний нельзя рассматривать как замкнутую систему с ограниченным числом элементов. Однако наиболее последовательным и полным опровержением теории тепловой смерти Вселенной стала синергетическая концепция Ильи Романовича Пригожина и Германа Хакена (см. 3.5).
Помимо системности, еще одним атрибутивным свойством материи, выражающим степень ее организованности, является структурность. Структурность предполагает внутреннюю расчлененность материи на любом уровне ее существования. Структура определяется как совокупность устойчивых, закономерных связей и отношений между элементами системы, обеспечивающих сохранение основных ее свойств.
Современные представления о структурированности Вселенной касаются мега-, макро- и микромира: структурированы и Метагалактика, и микрочастица. Органическая и неорганическая природа, а также социум представляют собой самоорганизующиеся системы разного уровня. Переход от одной области действительности к другой связан как с увеличением числа факторов, обеспечивающих упорядоченность, так и с усложнением самих структур. Единство организованности, т.е. системности, и внутренней расчлененности, т.е. структурности, определяет существование мира как системы систем: систем объектов, систем свойств или отношений, систем детерминации и т.п.
Загрузка...
