Ονομάζεται συστημική θεώρηση των διασυνδέσεων διαφόρων θεωριών. Γενική θεωρία συστημάτων
Η συνήθης ερμηνεία των εννοιών που συζητούνται παρακάτω ( στοιχείο, σύνδεσηκ.λπ.) δεν συμπίπτει πάντα με τη σημασία τους ως ειδικών όρων για την περιγραφή του συστήματος και την ανάλυση των αντικειμένων. Επομένως, εξετάζουμε εν συντομία τις βασικές έννοιες που βοηθούν στην αποσαφήνιση της ιδέας του συστήματος.
Συνήθως είναι σύνηθες να χωρίζονται οι έννοιες σε δύο ομάδες (Εικ. 1.3): 1) έννοιες που περιλαμβάνονται στους ορισμούς του συστήματος και χαρακτηρίζουν τη δομή του. 2) έννοιες που χαρακτηρίζουν τη λειτουργία και την ανάπτυξη του συστήματος.
Ρύζι. 1.3
Έννοιες που χαρακτηρίζουν τη δομή του συστήματος
Οι έννοιες που περιλαμβάνονται στον ορισμό ενός συστήματος είναι στενά συνδεδεμένες και, σύμφωνα με L. von Bertalanffy, δεν μπορούν να οριστούν ανεξάρτητα, αλλά ορίζονται, κατά κανόνα, το ένα μέσω του άλλου, διευκρινίζοντας το ένα το άλλο, και επομένως η ακολουθία της παρουσίασής τους που υιοθετείται εδώ θα πρέπει να θεωρείται υπό όρους.
Στοιχείο. Ένα στοιχείο συνήθως νοείται ως το απλούστερο, αδιαίρετο μέρος ενός συστήματος. Ωστόσο, η απάντηση στο ερώτημα τι είναι ένα τέτοιο μέρος μπορεί να είναι διφορούμενη.
Παράδειγμα
Ως στοιχεία του πίνακα, μπορεί κανείς να ονομάσει «πόδια, κουτιά, καπάκι κ.λπ.», ή «άτομα, μόρια», ανάλογα με το έργο που αντιμετωπίζει ο ερευνητής.
Ομοίως, στο σύστημα διαχείρισης επιχειρήσεων, τα στοιχεία μπορούν να θεωρηθούν τα τμήματα του μηχανισμού διαχείρισης, ή κάθε εργαζόμενος ή κάθε λειτουργία που εκτελεί. Ένα τυπικό λάθος συνδέθηκε με την έλλειψη κατανόησης αυτού του προβλήματος κατά την εξέταση ενός υπάρχοντος συστήματος ελέγχου ως το πρώτο στάδιο ανάπτυξης ενός αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου: οι μηχανικοί, σύμφωνα με την προσέγγισή τους για τη διασφάλιση της πληρότητας, ανέλυσαν όλα τα έγγραφα, μέχρι τις λεπτομέρειες, που καθυστέρησε σημαντικά τις εργασίες, ενώ για την εκπόνηση τεχνικών προδιαγραφών για τη δημιουργία αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου τέτοιας λεπτομέρειας δεν απαιτήθηκε.
Ας πάρουμε λοιπόν τον ακόλουθο ορισμό: στοιχείο – αυτό είναι το όριο της διαίρεσης του συστήματος ως προς την πτυχή της εξέτασης, επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος, ενός στόχου.
Για να βοηθήσετε στην επιλογή των στοιχείων στην ανάλυση συγκεκριμένων προβληματικών καταστάσεων, είναι δυνατό, όπως φαίνεται στο Κεφ. 3, χρησιμοποιήστε την προσέγγιση πληροφοριών, και ειδικότερα το μέτρο της αντίληψης πληροφοριών J= A/ΔA, όπου DA είναι η ελάχιστη ποσότητα της υλικής ιδιότητας Α (κβάντο), μέχρι την οποία ο ερευνητής ενδιαφέρεται για πληροφορίες σχετικά με αυτήν την ιδιότητα όταν σχηματίζει ένα μοντέλο. Παραδείγματα χρήσης αυτής της μεθόδου για τον προσδιορισμό της βάσης στοιχείων θα δοθούν στο Κεφ. 6–8 (ιδιαίτερα, κατά τη μοντελοποίηση μιας κατάστασης αγοράς).
Το σύστημα μπορεί να χωριστεί σε στοιχεία με διάφορους τρόπους, ανάλογα με τη διατύπωση της εργασίας, τον στόχο και την τελειοποίησή του στη διαδικασία διεξαγωγής μιας συστηματικής μελέτης. Εάν είναι απαραίτητο, μπορείτε να αλλάξετε την αρχή της διάσπασης, να επισημάνετε άλλα στοιχεία και να χρησιμοποιήσετε τη νέα διάσπαση για να αποκτήσετε μια πιο επαρκή ιδέα για το αναλυόμενο αντικείμενο ή την προβληματική κατάσταση.
Κατά τον καθορισμό ενός στοιχείου, ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η έννοια του στόχου, η οποία θα περιγραφεί παρακάτω (οι έννοιες που περιλαμβάνονται στον ορισμό του συστήματος, όπως σημειώθηκε παραπάνω, δεν μπορούν να οριστούν ανεξάρτητα η μία από την άλλη), οπότε έγινε προσπάθεια να μην να χρησιμοποιήσει την έννοια του στόχου, αλλά να βάλει δίπλα του τις έννοιες άποψηθεώρηση, καθήκοντα,αν και είναι πιο ακριβές να χρησιμοποιούμε την έννοια του στόχου.
Εξαρτήματα και υποσυστήματα.Μερικές φορές ο όρος «στοιχείο» χρησιμοποιείται με μια ευρύτερη έννοια, ακόμη και σε περιπτώσεις που το σύστημα δεν μπορεί να χωριστεί αμέσως σε στοιχεία που αποτελούν το όριο της διαίρεσης του. Ωστόσο, με μια πολυεπίπεδη κατάτμηση του συστήματος, είναι καλύτερο να χρησιμοποιηθούν άλλοι όροι που παρέχονται στη θεωρία των συστημάτων: είναι σύνηθες να χωρίζονται πρώτα τα πολύπλοκα συστήματα σε υποσυστήματα,ή στο Συστατικά.
Η έννοια του "υποσύστημα" υποδηλώνει ότι ξεχωρίζεται ένα σχετικά ανεξάρτητο τμήμα του συστήματος, το οποίο έχει τις ιδιότητες του συστήματος, και συγκεκριμένα, έχει έναν υποστόχο, στον οποίο προσανατολίζεται το υποσύστημα, καθώς και άλλες ιδιότητες - ακεραιότητα, επικοινωνία κ.λπ., που καθορίζονται από τα πρότυπα των συστημάτων που εξετάζονται στην παράγραφο 1.6.
Εάν μέρη του συστήματος δεν έχουν τέτοιες ιδιότητες, αλλά είναι απλώς συλλογές ομοιογενών στοιχείων, τότε τέτοια μέρη ονομάζονται συνήθως συστατικά στοιχεία.
Κατά τη διαίρεση του συστήματος σε υποσυστήματα, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι, όπως και κατά τη διαίρεση σε στοιχεία, η κατανομή των υποσυστημάτων εξαρτάται από τον στόχο και μπορεί να αλλάξει καθώς βελτιώνεται και αναπτύσσονται οι ιδέες του ερευνητή για το αναλυόμενο αντικείμενο ή την προβληματική κατάσταση.
Σύνδεση. Η έννοια της «σύνδεσης» περιλαμβάνεται σε οποιονδήποτε ορισμό ενός συστήματος και διασφαλίζει την εμφάνιση και τη διατήρηση των αναπόσπαστων ιδιοτήτων του. Αυτή η έννοια χαρακτηρίζει ταυτόχρονα τόσο τη δομή (στατική) όσο και τη λειτουργία (δυναμική) του συστήματος.
Η επικοινωνία ορίζεται ως ο περιορισμός του βαθμού ελευθερίας των στοιχείων.Πράγματι, τα στοιχεία, μπαίνοντας σε αλληλεπίδραση (σύνδεση) μεταξύ τους, χάνουν κάποιες από τις ιδιότητές τους, τις οποίες δυνητικά κατείχαν σε ελεύθερη κατάσταση.
Στους ορισμούς συστημάτων, οι όροι "σχέση" και "σχέση" χρησιμοποιούνται συνήθως εναλλακτικά. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορετικές απόψεις: ορισμένοι ερευνητές πιστεύουν σύνδεσηειδική περίπτωση συγγένειες;άλλοι, αντίθετα, στάσηθεωρείται ως ειδική περίπτωση διαβιβάσεις;Άλλοι προτείνουν να χρησιμοποιηθεί η έννοια της «σχέσης» για να περιγράψει τη στατική του συστήματος, τη δομή του και την έννοια της σχέσης για να χαρακτηρίσει ορισμένες ενέργειες στη διαδικασία λειτουργίας (δυναμική) του συστήματος. Το ζήτημα της επάρκειας και της πληρότητας του δικτύου συνδέσεων για να θεωρηθεί το σύστημα σύστημα δεν έχει επιλυθεί (και, προφανώς, δύσκολα μπορεί να επιλυθεί με γενικό τρόπο). Μία από τις προσεγγίσεις για την επίλυση αυτού του προβλήματος προτείνεται, για παράδειγμα, από τον V.I. Νικολάεφκαι V. Μ. Μπρουκπου πιστεύουν ότι για να μην καταρρεύσει το σύστημα είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η υπέρβαση της συνολικής ισχύος (ισχύς) των συνδέσεων μεταξύ των στοιχείων του συστήματος, δηλ. εσωτερικές συνδέσεις, πάνω από τη συνολική ισχύ των συνδέσεων μεταξύ των στοιχείων του συστήματος και των στοιχείων του περιβάλλοντος, δηλ. εξωτερικές σχέσεις:
Δυστυχώς, στην πράξη, τέτοιες μετρήσεις (ειδικά σε οργανωτικά συστήματα) είναι δύσκολο να εφαρμοστούν, αλλά είναι δυνατό να αξιολογηθούν οι τάσεις αυτής της αναλογίας χρησιμοποιώντας έμμεσους παράγοντες.
Οι συνδέσεις μπορούν να χαρακτηριστούν από κατεύθυνση, δύναμη, χαρακτήρα (ή τύπο). Με βάση το πρώτο χαρακτηριστικό, οι συνδέσεις χωρίζονται σε κατευθυνόμενες και μη κατευθυνόμενες. Σύμφωνα με το δεύτερο - σε ισχυρά και αδύναμα (μερικές φορές προσπαθούν να εισαγάγουν μια "κλίμακα" της ισχύος των συνδέσεων για μια συγκεκριμένη εργασία). Ανάλογα με τη φύση (είδος), υπάρχουν συνδέσεις υποταγής, γενιάς (ή γενετικής), ισότιμης (ή αδιάφορης), διαχείρισης.
Οι σχέσεις σε συγκεκριμένα συστήματα μπορούν να χαρακτηριστούν ταυτόχρονα από πολλά από αυτά τα χαρακτηριστικά.
Σημαντικό ρόλο στη μοντελοποίηση συστημάτων παίζει η έννοια ανατροφοδότηση,των οποίων τα μοντέλα δίνονται στην παράγραφο 2.6. Η ανατροφοδότηση είναι η βάση της αυτορρύθμισης, της ανάπτυξης συστημάτων, της προσαρμογής τους στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης.
Μοντέλα πολλαπλών βρόχων για τη διαχείριση των οικονομικών συστημάτων προτάθηκαν, για παράδειγμα, στο λεξικό-βιβλίο αναφοράς για τα μαθηματικά και την κυβερνητική στα οικονομικά. Κατά την ανάπτυξη μοντέλων για τη λειτουργία πολύπλοκων αυτο-ρυθμιζόμενων, αυτοοργανωτικών συστημάτων, κατά κανόνα, υπάρχουν ταυτόχρονα αρνητικές και θετικές ανατροφοδοτήσεις σε αυτά. Στη χρήση αυτών των εννοιών, ειδικότερα, βασίζεται η δυναμική μοντελοποίηση προσομοίωσης.
Στόχος. Η έννοια του «στόχου» και οι συναφείς έννοιες της «σκοπιμότητας» και της «σκοπιμότητας» αποτελούν τη βάση της ανάπτυξης του συστήματος.
Δίνεται μεγάλη προσοχή στη μελέτη αυτών των εννοιών στη φιλοσοφία, την ψυχολογία και την κυβερνητική.
Η διαδικασία διαμόρφωσης στόχων και η αντίστοιχη διαδικασία τεκμηρίωσης στόχων στα οργανωτικά συστήματα είναι πολύ περίπλοκη. Καθ 'όλη την περίοδο της ανάπτυξης της φιλοσοφίας και της θεωρίας της γνώσης, αναπτύσσονται ιδέες για τον στόχο (η ιστορία της ανάπτυξης της έννοιας του "στόχου" βρίσκεται στο βιβλίο M. G. Makarova ).
Η ανάλυση των ορισμών του στόχου και των σχετικών εννοιών δείχνει ότι, ανάλογα με το στάδιο της γνώσης του αντικειμένου, το στάδιο της ανάλυσης του συστήματος, τίθενται διάφορες αποχρώσεις στην έννοια του "στόχου" (Εικ. 1.4) - από ιδανικές φιλοδοξίες (στόχος - " έκφραση της δραστηριότητας της συνείδησης" ; "ένα άτομο και τα κοινωνικά συστήματα έχουν το δικαίωμα να διαμορφώνουν στόχους, η επίτευξη των οποίων, όπως γνωρίζουν, είναι αδύνατη, αλλά που μπορεί να προσεγγίζεται συνεχώς».), σε συγκεκριμένους στόχους - τελικά αποτελέσματα,επιτεύξιμα μέσα σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, μερικές φορές διατυπωμένο ακόμη και με όρους τελικό προϊόνδραστηριότητες .
Σε ορισμένους ορισμούς, ο στόχος είναι, λες, μετασχηματίζεται, παίρνοντας διάφορες αποχρώσεις μέσα στη συμβατική «κλίμακα» - από ιδέα
οι φιλοδοξίες για υλική ενσωμάτωση, το τελικό αποτέλεσμα της δραστηριότητας.
Για παράδειγμα, M. G. Makarov , μαζί με τον παραπάνω ορισμό, ονομάζει τον στόχο «τι αναζητά,τι λατρείεςκαι για τι μάχεςο άνθρωπος" ( "αγώνες"υποδηλώνει προσβασιμότητα σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα). μεγάλο . Α. Ραστρίγκιν και Π. Σ. Τάφος , ο στόχος νοείται ως «μοντέλο του επιθυμητού μέλλοντος» (ταυτόχρονα, διάφορες αποχρώσεις πραγματοποίησης μπορούν να επενδυθούν στην έννοια του «μοντέλου») και, επιπλέον, εισάγεται μια έννοια που χαρακτηρίζει το είδος του στόχου , και επιπλέον, εισάγεται η έννοια του "ονείρου" - είναι ένας στόχος που δεν υποστηρίζεται από τα μέσα για την επίτευξή του».. Η αντίφαση που περιέχεται στην έννοια του "στόχου" - η ανάγκη να είναι κίνητρο για δράση «Κορυφαίος προβληματισμός»(Ο όρος εισήχθη P. K. Anokhin), ή " ηγετική ιδέα,και ταυτόχρονα η υλική ενσάρκωση αυτής της ιδέας, δηλ. να είναι εφικτό, εκδηλώθηκε από την εμφάνιση αυτής της έννοιας: για παράδειγμα, η αρχαία ινδική έννοια του "artha" περιλάμβανε ταυτόχρονα τις έννοιες των όρων "κίνητρο", "αιτία", "επιθυμία", "στόχος" και μάλιστα - «μέθοδος».
Στα ρωσικά, δεν υπήρχε καθόλου όρος "σκοπός". Αυτός ο όρος είναι δανεισμένος από τα γερμανικά και έχει σημασία κοντά στις έννοιες "στόχος", "τέρμα", "σημείο κρούσης". Υπάρχουν αρκετοί όροι στην αγγλική γλώσσα που αντικατοπτρίζουν διαφορετικές αποχρώσεις της έννοιας του σκοπού, μέσα στην υπό εξέταση «κλίμακα».
Παράδειγμα
Σκοπός(στόχος - πρόθεση, σκοπιμότητα, θέληση), αντικείμενοκαι σκοπός(στόχος - κατεύθυνση δράσης, κατεύθυνση κίνησης), σκοπός(στόχος - αναρρόφηση, όραση, ένδειξη), στόχος(στόχος - προορισμός, καθήκον), στόχος(στόχος - στόχος για βολή, εργασία, σχέδιο), τέλος(στόχος - τέρμα, τέλος, τέλος, όριο).
Η ουσία της διαλεκτικής ερμηνείας της έννοιας του στόχου αποκαλύπτεται στη θεωρία της γνώσης, η οποία δείχνει τη σχέση των εννοιών στόχους, αξιολογήσεις, μέσα, ακεραιότητα(και η «αυτοκίνησή» της).
Η μελέτη της σχέσης μεταξύ αυτών των εννοιών δείχνει ότι, κατ' αρχήν, η συμπεριφορά του ίδιου συστήματος μπορεί να περιγραφεί τόσο ως στόχος όσο και ως συναρτήσεις στόχου που συνδέουν τους στόχους με τα μέσα για την επίτευξή τους (μια τέτοια αναπαράσταση ονομάζεται αξιολογική [53 ]), και χωρίς να αναφέρουμε την έννοια του στόχου, ως προς την άμεση επιρροή κάποιων στοιχείων ή των παραμέτρων που τα περιγράφουν σε άλλα, ως προς τον «χώρο κατάστασης» (ή αιτιακά). Επομένως, η ίδια κατάσταση, ανάλογα με το Η κλίση και η προηγούμενη εμπειρία του ερευνητή μπορούν να αναπαρασταθούν με τον ένα ή τον άλλο τρόπο.Στις περισσότερες πρακτικές καταστάσεις η καλύτερη κατανόηση και περιγραφή της κατάστασης του συστήματος και του μέλλοντός του επιτρέπει έναν συνδυασμό αυτών των ιδεών.
Προκειμένου να αντικατοπτριστεί η διαλεκτική αντίφαση που περιέχεται στην έννοια του "στόχου", δίνεται ο ακόλουθος ορισμός στο TSB: ο στόχος είναι " προκατασκευασμένο αποτέλεσμα της συνειδητής δραστηριότητας ενός ατόμου, μιας ομάδας ανθρώπων» .
«Θεωρήσιμο εκ των προτέρων», αλλά εξακολουθεί να είναι το «αποτέλεσμα», η ενσάρκωση της ιδέας. τονίζεται επίσης ότι η έννοια του σκοπού συνδέεται με ένα άτομο, τη «συνειδητή δραστηριότητά του», δηλ. με την παρουσία της συνείδησης, και για τον χαρακτηρισμό σκόπιμων, αρνητικών τάσεων στα κατώτερα στάδια της ανάπτυξης της ύλης, συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται άλλοι όροι.
Η θεωρούμενη κατανόηση του στόχου είναι πολύ σημαντική για την οργάνωση των διαδικασιών συλλογικής λήψης αποφάσεων στα συστήματα ελέγχου.
Σε πραγματικές καταστάσεις, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί με ποια έννοια χρησιμοποιείται η έννοια του "στόχου" σε αυτό το στάδιο της εξέτασης του συστήματος, το οποίο θα πρέπει να αντικατοπτρίζεται σε μεγαλύτερο βαθμό στη διατύπωσή του - ιδανικές φιλοδοξίες,που θα βοηθήσει μια ομάδα υπευθύνων λήψης αποφάσεων να δει προοπτικές, ή πραγματικές δυνατότητες,διασφαλίζοντας την επικαιρότητα της ολοκλήρωσης του επόμενου σταδίου στην πορεία προς το επιθυμητό μέλλον.
Η ανάλυση των ορισμών της έννοιας «στόχος» και η γραφική ερμηνεία της «θολώματος» των φιλοσοφικών ερμηνειών του στόχου (βλ. Εικ. 1.4) έχουν γίνει ένα σημαντικό βήμα προς την πρακτική εφαρμογή των διαδικασιών διαμόρφωσης στόχων.
Σε μεταγενέστερα έργα V. A. Chabrovsky, G. M. Vapne, A. M. Gendina μια πολύ χρήσιμη ιδέα για πρακτική εφαρμογή αναπτύχθηκε σχετικά με δύο διαφορετικές έννοιες ενός στόχου: "στόχος δραστηριότητας" (πραγματικός, συγκεκριμένος στόχος) και άπειρο σε περιεχόμενο "στόχος - φιλοδοξία" (στόχος - ιδανικός, δυνητικός στόχος). προτείνεται η έννοια της ανάλυσης της διαδικασίας διατύπωσης και δόμησης στόχων από τη σκοπιά της διαλεκτικής λογικής και εκφράζεται η ιδέα της ενότητας του στόχου, των μέσων (παραλλαγής) επίτευξής του και του κριτηρίου αξιολόγησης.
Δομή. Το σύστημα μπορεί να αναπαρασταθεί, όπως έχει ήδη σημειωθεί, με μια απλή απαρίθμηση στοιχείων ή μαύρο κουτί(μοντέλο «είσοδος – έξοδος»). Ωστόσο, τις περισσότερες φορές, κατά τη μελέτη ενός αντικειμένου, μια τέτοια αναπαράσταση δεν αρκεί, καθώς απαιτείται να μάθετε ποιο είναι το αντικείμενο, τι σε αυτό εξασφαλίζει την εκπλήρωση του καθορισμένου στόχου, αποκτώντας τα απαιτούμενα αποτελέσματα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το σύστημα εμφανίζεται χωρίζοντάς το σε υποσυστήματα, στοιχεία, στοιχεία με σχέσεις που μπορεί να είναι διαφορετικής φύσης και εισάγεται η έννοια της «δομής».
Δομή(από λατ. "δομή",έννοια δομή, διάταξη, τάξη) αντανακλά «ορισμένες σχέσεις, τη σχετική θέση των στοιχείων του συστήματος, τη συσκευή του, τη δομή του" .
Ταυτόχρονα, σε πολύπλοκα συστήματα, η δομή δεν περιλαμβάνει όλα τα στοιχεία και τις συνδέσεις μεταξύ τους (στην περιοριστική περίπτωση, όταν προσπαθούν να εφαρμόσουν την έννοια της δομής σε απλά, εντελώς ντετερμινιστικά αντικείμενα, οι έννοιες της δομής και του συστήματος συμπίπτουν ), αλλά μόνο τα πιο βασικά εξαρτήματα και οι συνδέσεις που αλλάζουν ελάχιστα όταν η τρέχουσα λειτουργία του συστήματος και διασφαλίζουν την ύπαρξη του συστήματος και τις βασικές του ιδιότητες. Με άλλα λόγια, η δομή χαρακτηρίζει την οργάνωση του συστήματος, τη σταθερή διάταξη των στοιχείων και των σχέσεων.
Οι δομικές συνδέσεις είναι σχετικά ανεξάρτητες από τα στοιχεία και μπορούν να λειτουργήσουν ως αμετάβλητες στη μετάβαση από το ένα σύστημα στο άλλο, μεταφέροντας τα μοτίβα που προσδιορίζονται και αντικατοπτρίζονται στη δομή ενός από αυτά σε άλλα. Σε αυτή την περίπτωση, τα συστήματα μπορεί να έχουν διαφορετική φυσική φύση.
Ένα και το αυτό σύστημα μπορεί να αναπαρασταθεί από διαφορετικές δομές ανάλογα με το στάδιο της γνώσης των αντικειμένων ή των διαδικασιών, από την πλευρά της θεώρησής τους, τον σκοπό της δημιουργίας. Ταυτόχρονα, καθώς αναπτύσσεται η έρευνα ή κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, η δομή του συστήματος μπορεί να αλλάξει.
Οι δομές, ειδικά οι ιεραρχικές, όπως φαίνεται παρακάτω, μπορούν να βοηθήσουν στην αποκάλυψη της αβεβαιότητας των πολύπλοκων συστημάτων. Με άλλα λόγια, οι δομικές αναπαραστάσεις των συστημάτων είναι ένα μέσο μελέτης τους.
Από αυτή την άποψη, είναι χρήσιμο να προσδιοριστούν ορισμένοι τύποι (τάξεις) κατασκευών και να μελετηθούν, κάτι που αναλύεται λεπτομερέστερα στην παράγραφο 1.3.
- TSB. - 2η έκδ. - Τ. 46. - Σ. 498.
- TSB. - 2η έκδ. - Τ. 41. - Σ. 154.
Διάλεξη 2TO.rtf
Διάλεξη 2. Προβολές συστήματος
Σχηματισμός προβολών συστήματος .
Έννοιες που χαρακτηρίζουν τη δομή των συστημάτων.
Ταξινόμηση συστήματος .
Ιδιότητες του συστήματος.
Σχηματισμός προβολών συστήματος
Οι έννοιες «σύστημα» και «συστηματικό» παίζουν σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη επιστήμη και πρακτική. Από τα μέσα του ΧΧ αιώνα. βρίσκονται σε εξέλιξη εντατικές εξελίξεις στον τομέα της συστηματικής προσέγγισης της έρευνας και της θεωρίας συστημάτων. Ταυτόχρονα, η ίδια η έννοια του συστήματος έχει μακρά ιστορία. Αρχικά, οι συστημικές αναπαραστάσεις διαμορφώθηκαν στο πλαίσιο της φιλοσοφίας: στον αρχαίο κόσμο, διατυπώθηκε η θέση ότι το σύνολο είναι μεγαλύτερο από το άθροισμα των μερών του. Οι αρχαίοι φιλόσοφοι (Πλάτωνας, Αριστοτέλης κ.λπ.) ερμήνευσαν το σύστημα ως παγκόσμια τάξη, ότι η συστημικότητα είναι ιδιότητα της φύσης.
Οι αρχές της συστηματικότητας μελετήθηκαν ενεργά στη φιλοσοφία (για παράδειγμα, ο I. Kant προσπάθησε να τεκμηριώσει τη συστηματική φύση της ίδιας της διαδικασίας της γνώσης) και στις φυσικές επιστήμες. Ο συμπατριώτης μας E. Fedorov στα τέλη του XIX αιώνα. κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η φύση είναι συστηματική στη διαδικασία της δημιουργίας κρυσταλλογραφία.
Η αρχή της συνέπειας στα οικονομικά διατυπώθηκε επίσης από τον A. Smith, ο οποίος κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η επίδραση των ενεργειών των ανθρώπων που οργανώνονται σε μια ομάδα είναι μεγαλύτερη από το άθροισμα των μεμονωμένων αποτελεσμάτων.
Διάφοροι τομείς συστηματικής έρευνας οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι αυτό είναι ιδιότητα της φύσης και ιδιότητα της ανθρώπινης δραστηριότητας (Εικ. 2.1).
Ρύζι. 2.1. Η συνέπεια ως καθολική ιδιότητα της ύλης
Η θεωρία συστημάτων χρησιμεύει ως μεθοδολογική βάση για τη θεωρία ελέγχου. Πρόκειται για μια σχετικά νέα επιστήμη, η οργανωτική διαμόρφωση της οποίας έγινε στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα. Ο Αυστριακός επιστήμονας L. von Bertalanffy θεωρείται ο θεμελιωτής της θεωρίας συστημάτων. Το πρώτο διεθνές συμπόσιο για τα συστήματα πραγματοποιήθηκε στο Λονδίνο το 1961. Η πρώτη αναφορά έγινε από τον εξέχοντα Άγγλο κυβερνητικό επιστήμονα S. Veer, που μπορεί να θεωρηθεί ως απόδειξη της γνωσιολογικής εγγύτητας της κυβερνητικής και της θεωρίας συστημάτων.
Η κεντρική έννοια της θεωρίας συστημάτων είναι ένα σύστημα (από το ελληνικό systema - «ένα σύνολο που αποτελείται από μέρη»). Ένα σύστημα είναι ένα αντικείμενο αυθαίρετης φύσης που έχει μια έντονη ιδιότητα συστήματος που κανένα από τα μέρη του συστήματος δεν έχει με οποιονδήποτε τρόπο διαίρεσης του, μια ιδιότητα που δεν προέρχεται από τις ιδιότητες των μερών.
Ο παραπάνω ορισμός του συστήματος δεν μπορεί να θεωρηθεί εξαντλητικός - αντικατοπτρίζει μόνο μια ορισμένη γενική προσέγγιση στη μελέτη των αντικειμένων. Στη βιβλιογραφία για την ανάλυση συστημάτων, μπορείτε να βρείτε πολλούς ορισμούς του συστήματος (Βλέπε: για παράδειγμα, Uyomov A.I. Συστημική προσέγγιση και γενική θεωρία συστημάτων. - M., 1978. Δείτε επίσης Παράρτημα 5)
Σε αυτό το εγχειρίδιο, θα χρησιμοποιήσουμε τον ακόλουθο ορισμό λειτουργίας ενός συστήματος: "Ένα σύστημα είναι ένα αναπόσπαστο σύνολο αλληλένδετων στοιχείων που έχει μια συγκεκριμένη δομή και αλληλεπιδρά με το περιβάλλον για την επίτευξη ενός στόχου." Αναλύοντας αυτόν τον ορισμό, μπορούμε να αναγνωρίσουμε διάφορες βασικές έννοιες: ακεραιότητα, ολότητα, δομικότητα, αλληλεπίδραση με το εξωτερικό περιβάλλον, παρουσία στόχου κ.λπ. Αντιπροσωπεύουν ένα σύστημα εννοιών, δηλαδή την εσωτερική οργάνωση κάποιου σταθερού αντικειμένου, την ακεραιότητα του οποίου είναι το σύστημα. Η ίδια η δυνατότητα αναγνώρισης σταθερών αντικειμένων στο πεδίο μελέτης καθορίζεται από την ιδιότητα της ακεραιότητας του συστήματος, τους στόχους του παρατηρητή και την ικανότητά του να αντιλαμβάνεται την πραγματικότητα.
Ας εξετάσουμε ορισμένους βασικούς όρους και έννοιες που χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα συστημάτων.
^ Κατάσταση του συστήματος - ένα διατεταγμένο σύνολο βασικών ιδιοτήτων που διαθέτει σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή.
Ιδιότητες του συστήματος- ένα σύνολο παραμέτρων που καθορίζουν τη συμπεριφορά του συστήματος.
η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑσυστήματα - η πραγματική ή πιθανή λειτουργία του συστήματος.
Δράση- ένα συμβάν που συμβαίνει με το σύστημα, που προκαλείται από άλλο συμβάν.
Εκδήλωση- αλλάξτε τουλάχιστον μία ιδιότητα του συστήματος.
Έννοιες που χαρακτηρίζουν τη δομή των συστημάτων
Υπό στοιχείοΕίναι σύνηθες να κατανοούμε το απλούστερο αδιαίρετο μέρος του συστήματος. Η έννοια του αδιαίρετου συνδέεται με τον στόχο να θεωρηθεί ένα αντικείμενο ως σύστημα. Έτσι, ένα στοιχείο είναι το όριο της διαίρεσης του συστήματος από την άποψη της επίλυσης ενός συγκεκριμένου προβλήματος.
Το σύστημα μπορεί να χωριστεί σε στοιχεία όχι αμέσως, αλλά με διαδοχική διαίρεση σε υποσυστήματα, μεγαλύτερο από τα στοιχεία, αλλά μικρότερο από το σύστημα ως σύνολο. Η δυνατότητα διαίρεσης του συστήματος σε υποσυστήματα συνδέεται με την απομόνωση ενός συνόλου στοιχείων ικανών να εκτελούν σχετικά ανεξάρτητες λειτουργίες με στόχο την επίτευξη του γενικού στόχου του συστήματος. Για ένα υποσύστημα, θα πρέπει να διαμορφωθεί ένας υποστόχος, ο οποίος είναι ο παράγοντας διαμόρφωσης του συστήματος.
Εάν το καθήκον δεν είναι μόνο η απομόνωση του συστήματος από το περιβάλλον και η μελέτη της συμπεριφοράς του, αλλά και η κατανόηση της εσωτερικής δομής του, είναι απαραίτητο να μελετηθεί δομήσυστήματα. Ο όρος «δομή» προέρχεται από τα λατινικά δομή - «δομή», «τοποθεσία», «παραγγελία». Η δομή του συστήματος περιλαμβάνει τα στοιχεία του, τους δεσμούς μεταξύ τους και τα χαρακτηριστικά αυτών των συνδέσμων. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η έννοια της "δομής" συνδέεται συνήθως με μια γραφική απεικόνιση, αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο. Η δομή μπορεί να αναπαρασταθεί με τη μορφή περιγραφών θεωρητικών συνόλων, πινάκων, γραφημάτων κ.λπ.
Σύνδεση -μια έννοια που εκφράζει αναγκαίες και επαρκείς σχέσεις μεταξύ στοιχείων. Τα χαρακτηριστικά σύνδεσης είναι:
προσανατολισμός;
δύναμη;
χαρακτήρας.
Με δύναμη εκδήλωσηςοι συνδέσεις χωρίζονται σε αδύναμοςκαι ισχυρός.
Με χαρακτήραςοι σύνδεσμοι χωρίζονται σε δεσμούς υποταγήςκαι επικοινωνίες σεγέννηση.Το πρώτο μπορεί να χωριστεί σε γραμμικόςκαι λειτουργικός;οι τελευταίες χαρακτηρίζουν τη σχέση αιτίου-αποτελέσματος.
Οι σχέσεις μεταξύ των στοιχείων χαρακτηρίζονται από μια ορισμένη τάξη, εσωτερικές ιδιότητες και επικεντρώνονται στη λειτουργία του συστήματος. Τέτοια χαρακτηριστικά του συστήματος ονομάζονται του οργάνωση.
Οι δομικοί δεσμοί είναι σχετικά ανεξάρτητοι από τα στοιχεία και μπορούν να λειτουργήσουν ως αμετάβλητοι στη μετάβαση από το ένα σύστημα στο άλλο. Αυτό σημαίνει ότι οι κανονικότητες που αποκαλύπτονται στη μελέτη συστημάτων που αντιπροσωπεύουν αντικείμενα μιας φύσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μελέτη συστημάτων άλλης φύσης. Η επικοινωνία μπορεί επίσης να αναπαρασταθεί και να θεωρηθεί ως ένα σύστημα που έχει τα δικά του στοιχεία και συνδέσεις.
Η έννοια της «δομής» με τη στενή έννοια της λέξης μπορεί να ταυτιστεί με την έννοια των «σχέσεων διαμόρφωσης συστήματος», δηλ. η δομή μπορεί να θεωρηθεί ως παράγοντας διαμόρφωσης συστήματος,
Με την ευρεία έννοια της λέξης, η δομή νοείται ως το σύνολο των σχέσεων μεταξύ των στοιχείων, και όχι απλώς οι σχέσεις που σχηματίζουν το σύστημα.
Η μέθοδος απομόνωσης των σχέσεων σχηματισμού συστήματος από το περιβάλλον εξαρτάται από το αν μιλάμε για το σχεδιασμό ενός συστήματος που δεν υπάρχει ακόμη ή για την ανάλυση μιας συστημικής αναπαράστασης ενός γνωστού αντικειμένου, υλικού ή ιδανικού. Υπάρχουν διάφοροι τύποι δομών. Τα πιο διάσημα από αυτά φαίνονται στο Σχ. 2.2.
Ρύζι. 2.2.Τύποι κατασκευών
Ταξινόμηση συστήματος
Εξετάστε πρώτα ορισμένους τύπους συστημάτων. αφηρημένηΤα συστήματα είναι συστήματα των οποίων όλα τα στοιχεία είναι έννοιες
ΕιδικόςΤα συστήματα είναι συστήματα των οποίων τα στοιχεία είναι φυσικά αντικείμενα. Χωρίζονται σε φυσικός(που προκύπτει και υπάρχει χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση) και τεχνητός(ανθρωπογενής).
Άνοιξεσυστήματα - ανταλλαγή ύλης, ενέργειας και πληροφοριών με το εξωτερικό περιβάλλον.
^ Κλειστά συστήματα είναι συστήματα που δεν έχουν ανταλλαγή με το εξωτερικό περιβάλλον.
Στην καθαρή του μορφή, ανοιχτά και κλειστά συστήματα δεν υπάρχουν.
Δυναμικά συστήματακαταλαμβάνουν μια από τις κεντρικές θέσεις στη γενική θεωρία των συστημάτων. Ένα τέτοιο σύστημα είναι ένα δομημένο αντικείμενο που έχει εισόδους και εξόδους, ένα αντικείμενο στο οποίο, σε ορισμένες στιγμές, μπορείτε να εισέλθετε και από το οποίο μπορείτε να εξάγετε ύλη, ενέργεια, πληροφορίες. Τα δυναμικά συστήματα παρουσιάζονται ως συστήματα στα οποία οι διαδικασίες προχωρούν συνεχώς στο χρόνο και ως συστήματα στα οποία όλες οι διεργασίες συμβαίνουν μόνο σε διακριτές χρονικές στιγμές. Τέτοια συστήματα ονομάζονται διακριτά δυναμικά συστήματα. Επιπλέον, και στις δύο περιπτώσεις θεωρείται ότι η συμπεριφορά του συστήματος μπορεί να αναλυθεί σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο, η οποία ορίζεται άμεσα από τον όρο «δυναμική».
^ Προσαρμοστικά Συστήματα - συστήματα που λειτουργούν υπό συνθήκες αρχικής αβεβαιότητας και μεταβαλλόμενων εξωτερικών συνθηκών. Η έννοια της προσαρμογής διαμορφώθηκε στη φυσιολογία, όπου ορίζεται ως ένα σύνολο αντιδράσεων που εξασφαλίζουν την προσαρμογή του σώματος σε αλλαγές εσωτερικών και εξωτερικών συνθηκών. Στη θεωρία της διαχείρισης προσαρμογής, ονομάζουν τη διαδικασία συσσώρευσης και χρήσης πληροφοριών σε ένα σύστημα που στοχεύει στην επίτευξη μιας βέλτιστης κατάστασης με αρχική αμεσότητα και μεταβαλλόμενες εξωτερικές συνθήκες.
^ Ιεραρχικά συστήματα - συστήματα, τα στοιχεία των οποίων ομαδοποιούνται ανά επίπεδα, κάθετα συσχετισμένα μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, τα στοιχεία των επιπέδων έχουν διακλαδιζόμενες εξόδους. Αν και η έννοια της «ιεραρχίας» ήταν διαρκώς παρούσα στην επιστημονική και καθημερινή ζωή, πρόσφατα ξεκίνησε μια λεπτομερής θεωρητική μελέτη των ιεραρχικών συστημάτων. Λαμβάνοντας υπόψη τα ιεραρχικά συστήματα, ας στραφούμε στην αρχή της αντίθεσης. Αντικείμενο αντίθεσης θα είναι συστήματα με γραμμική δομή (ακτινική, κεντρική). Για συστήματα με κεντρικό έλεγχο, χαρακτηριστική είναι η ασάφεια των ενεργειών ελέγχου. Σε αντίθεση με αυτά, υπάρχουν ιεραρχικά συστήματα, συστήματα αυθαίρετης φύσης (τεχνικά, βιολογικά, κοινωνικά και άλλα), τα οποία έχουν πολυεπίπεδη και διακλαδισμένη δομή σε λειτουργικούς, οργανωτικούς ή άλλους όρους. Τα ιεραρχικά συστήματα αποτελούν αντικείμενο ιδιαίτερης προσοχής στη θεωρία και την πρακτική της διαχείρισης λόγω της καθολικής φύσης τους και μιας σειράς πλεονεκτημάτων σε σύγκριση, για παράδειγμα, με τις γραμμικές δομές. Μεταξύ αυτών των πλεονεκτημάτων: ελευθερία τοπικών επιρροών, μη ανάγκη να περάσουν πολύ μεγάλες ροές πληροφοριών από ένα σημείο ελέγχου, αυξημένη αξιοπιστία. Επιπλέον, εάν ένα στοιχείο του κεντρικού συστήματος αποτύχει, ολόκληρο το σύστημα θα αποτύχει επίσης. Εάν ένα στοιχείο του ιεραρχικού συστήματος αποτύχει, η πιθανότητα αποτυχίας ολόκληρου του συστήματος είναι αμελητέα. Όλα τα ιεραρχικά συστήματα έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικά:
διαδοχική κατακόρυφη διάταξη των επιπέδων που απαρτίζουν το σύστημα (υποσύστημα).
προτεραιότητα των ενεργειών των υποσυστημάτων ανώτατου επιπέδου (δικαίωμα παρέμβασης)·
την εξάρτηση των ενεργειών του υποσυστήματος ανώτερου επιπέδου από την πραγματική απόδοση των κατώτερων επιπέδων των λειτουργιών τους·
σχετική ανεξαρτησία των υποσυστημάτων, η οποία καθιστά δυνατό τον συνδυασμό κεντρικής και αποκεντρωμένης διαχείρισης ενός πολύπλοκου συστήματος.
Ας εξετάσουμε ορισμένους τύπους ταξινόμησης συστημάτων σύμφωνα με διάφορα κριτήρια.
Ταξινόμηση συστημάτων κατά προέλευση (Εικ. 2.3).
Ταξινόμηση συστημάτων σύμφωνα με την περιγραφή μεταβλητών (Εικ. 2.4).
Ταξινόμηση συστημάτων σύμφωνα με τη μέθοδο ελέγχου (Εικ. 2.5).
Ταξινόμηση συστημάτων ανάλογα με τον τύπο των χειριστών τους (Εικ. 2.6).
Εκτός από τις εξεταζόμενες ταξινομήσεις συστημάτων, μπορούν να χωριστούν σε απλά και σύνθετα, ντετερμινιστικά και πιθανολογικά, γραμμικά και μη γραμμικά κ.λπ.
Ιδιότητες συστήματος
Η ανάλυση του ορισμού λειτουργίας του συστήματος μας επιτρέπει να επισημάνουμε ορισμένες από τις γενικές του ιδιότητες:
οποιοδήποτε σύστημα είναι ένα σύμπλεγμα αλληλένδετων στοιχείων.
το σύστημα σχηματίζει μια ειδική ενότητα με το εξωτερικό περιβάλλον.
οποιοδήποτε σύστημα είναι στοιχείο ενός συστήματος ανώτερης τάξης.
τα στοιχεία που απαρτίζουν το σύστημα, με τη σειρά τους, λειτουργούν ως συστήματα κατώτερης τάξης.
Το στοιχείο Β, το οποίο χρησιμεύει ως στοιχείο του συστήματος Α, με τη σειρά του, είναι ένα σύστημα χαμηλότερου επιπέδου που αποτελείται από τα δικά του στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου, για παράδειγμα, του στοιχείου Γ. Και αν θεωρήσουμε το στοιχείο Β ως σύστημα που αλληλεπιδρά με το εξωτερικό περιβάλλον , τότε το τελευταίο σε Σε αυτήν την περίπτωση, θα αντιπροσωπεύει το σύστημα Β (ένα στοιχείο του συστήματος Α). Επομένως, το χαρακτηριστικό της ενότητας του συστήματος με το εξωτερικό περιβάλλον μπορεί να ερμηνευθεί ως η αλληλεπίδραση στοιχείων του συστήματος ανώτερης τάξης. Παρόμοιος συλλογισμός μπορεί να γίνει για οποιοδήποτε στοιχείο οποιουδήποτε συστήματος.
Η μελέτη των ιδιοτήτων του συστήματος περιλαμβάνει, πρώτα απ 'όλα, τη μελέτη της σχέσης των μερών και του συνόλου. Αυτό σημαίνει ότι:
1) το σύνολο είναι πρωτεύον και τα μέρη είναι δευτερεύοντα.
2) παράγοντες διαμόρφωσης συστήματος είναι οι προϋποθέσεις για τη διασύνδεση εξαρτημάτων σε ένα σύστημα.
3) μέρη του συστήματος αποτελούν ένα αδιαχώριστο σύνολο, επομένως η επίδραση σε οποιοδήποτε από αυτά επηρεάζει ολόκληρο το σύστημα.
4) κάθε μέρος του συστήματος έχει το δικό του σκοπό όσον αφορά τον στόχο προς τον οποίο κατευθύνεται η δραστηριότητα του συνόλου.
5) η φύση των μερών και οι λειτουργίες τους καθορίζονται από τη θέση των μερών στο σύνολό τους και η συμπεριφορά τους ρυθμίζεται από τη σχέση του συνόλου και των μερών του.
6) το σύνολο συμπεριφέρεται σαν μια ενιαία οντότητα, ανεξάρτητα από τον βαθμό πολυπλοκότητας.
Από όλη την ποικιλία των ιδιοτήτων των συστημάτων για τη μελέτη των οργανωτικών διαδικασιών, είναι σκόπιμο πρώτα απ 'όλα να ξεχωρίσουμε τέτοιες ιδιότητες όπως εμφάνιση, ισοτελικότητα και ομοιόσταση.
εμφάνισηείναι μια από τις πιο βασικές ιδιότητες των συστημάτων. Αυτή είναι η μη αναγωγιμότητα των ιδιοτήτων του συστήματος στις ιδιότητες των στοιχείων του. Με άλλα λόγια, ανάδυση είναι η παρουσία νέων ποιοτήτων του συνόλου που απουσιάζουν από τα συστατικά μέρη του. Έτσι, οι ιδιότητες του συνόλου δεν είναι ένα απλό άθροισμα των ιδιοτήτων των στοιχείων που το αποτελούν, αν και εξαρτώνται από αυτές. Ταυτόχρονα, τα στοιχεία που είναι ενσωματωμένα στο σύστημα μπορεί να χάσουν τις ιδιότητες που είναι εγγενείς σε αυτά εκτός του συστήματος ή να αποκτήσουν νέες.
ισοτελικότητα- μία από τις λιγότερο μελετημένες ιδιότητες του συστήματος, που χαρακτηρίζει τις περιοριστικές δυνατότητες συστημάτων μιας συγκεκριμένης κατηγορίας πολυπλοκότητας. Ο L. von Bertalanffy, που πρότεινε αυτόν τον όρο, όρισε ισοτελικότητασε σχέση με ένα ανοιχτό σύστημα ως η ικανότητα ενός συστήματος (σε αντίθεση με τις καταστάσεις ισορροπίας σε κλειστά συστήματα, πλήρως καθορισμένες από τις αρχικές συνθήκες) να επιτύχει μια κατάσταση ανεξάρτητη από το χρόνο και τις αρχικές συνθήκες, η οποία καθορίζεται αποκλειστικά από τις παραμέτρους του Σύστημα. Η ανάγκη εισαγωγής αυτής της έννοιας προκύπτει από ένα ορισμένο επίπεδο πολυπλοκότητας του συστήματος. ισοτελικότητα- την εσωτερική προδιάθεση του συστήματος να επιτύχει μια ορισμένη περιοριστική κατάσταση, ανεξάρτητα από τις εξωτερικές συνθήκες. Ιδέα ισοτελικότητασυνίσταται στη μελέτη των παραμέτρων που καθορίζουν ένα ορισμένο περιοριστικό επίπεδο οργάνωσης.
Ο οργανισμός, όντας μια ολιστική οντότητα, προσπαθεί πάντα να αναπαραχθεί, να αποκαταστήσει τη χαμένη ισορροπία, να ξεπεράσει την αντίσταση, ιδιαίτερα το εξωτερικό περιβάλλον. Αυτή η ιδιότητα ενός οργανισμού ονομάζεται ομοιοσταση.
Με την πιο γενική και ευρεία έννοια της λέξης, η συστηματική μελέτη αντικειμένων και φαινομένων του κόσμου γύρω μας νοείται ως μέθοδος κατά την οποία θεωρούνται ως μέρη ή στοιχεία μιας ενιαίας, ολιστικής εκπαίδευσης. Αυτά τα μέρη ή στοιχεία, αλληλεπιδρώντας, καθορίζουν νέες ιδιότητες του συστήματος που απουσιάζουν από τα επιμέρους στοιχεία του. Με αυτή την κατανόηση του συστήματος, συναντιόμασταν συνεχώς στην πορεία παρουσίασης όλου του προηγούμενου υλικού. Ωστόσο, ισχύει μόνο για τον χαρακτηρισμό συστημάτων που αποτελούνται από ομοιογενή μέρη με σαφώς καθορισμένη δομή. Ωστόσο, στην πράξη, τα συστήματα συχνά αναφέρονται επίσης ως σύνολα ετερογενών αντικειμένων που συνδυάζονται σε ένα ενιαίο σύνολο για την επίτευξη ενός συγκεκριμένου στόχου.
Το κύριο πράγμα που ορίζει το σύστημα είναι η διασύνδεση και η αλληλεπίδραση μερών στο πλαίσιο του συνόλου. Εάν υπάρχει μια τέτοια αλληλεπίδραση, τότε επιτρέπεται να μιλάμε για ένα σύστημα, αν και ο βαθμός αλληλεπίδρασης των μερών του μπορεί να είναι διαφορετικός. Θα πρέπει επίσης να δώσετε προσοχή στο γεγονός ότι κάθε μεμονωμένο αντικείμενο, αντικείμενο ή φαινόμενο μπορεί να θεωρηθεί ως μια ορισμένη ακεραιότητα, που αποτελείται από μέρη και, επομένως, να εξερευνηθεί ως σύστημα.
Η έννοια του συστήματος και η μέθοδος του συστήματος στο σύνολό της διαμορφώθηκαν σταδιακά, καθώς η επιστήμη και η πρακτική κατέκτησαν διαφορετικούς τύπους, τύπους και μορφές αλληλεπίδρασης και συσχέτισης αντικειμένων και φαινομένων. Τώρα πρέπει να εξοικειωθούμε λεπτομερέστερα με διάφορες προσπάθειες διευκρίνισης τόσο της ίδιας της έννοιας ενός συστήματος όσο και του σχηματισμού μιας μεθόδου συστήματος.
18.1. Η διαμόρφωση μιας συστηματικής ερευνητικής μεθόδου
Οι ρίζες μιας συστηματικής προσέγγισης στη μελέτη του περιβάλλοντος κόσμου ανάγονται στην αρχαιότητα. Σε μια σιωπηρή μορφή, χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε
επιστήμη, αν και ο ίδιος ο όρος «σύστημα» εμφανίστηκε πολύ αργότερα. Οι αρχαίοι Έλληνες θεωρούσαν τη φύση και τον κόσμο ως σύνολο, στον οποίο τα αντικείμενα, τα φαινόμενα και τα γεγονότα συνδέονται με πολλές διαφορετικές συνδέσεις. Η βάση μιας τέτοιας ενότητας μεταξύ των πρώτων Ελλήνων φιλοσόφων είναι μια ορισμένη υλική αρχή: το νερό για τον Θαλή, ο αέρας για τον Αναξιμένη και η φωτιά για τον Ηράκλειτο. Ωστόσο, αυτή η ιδέα, που ισχύει γενικά, δεν αποκαλύφθηκε στις συγκεκριμένες συνδέσεις φαινομένων και διεργασιών και δεν αποδείχθηκε ιδιαίτερα. Αυτό είναι απολύτως κατανοητό, γιατί οι αρχαίοι Έλληνες δεν είχαν συγκεκριμένες επιστήμες, και ό,τι μπορούσε να ονομαστεί θετική γνώση, μαζί με φυσικο-φιλοσοφικές εικασίες, ήταν μέρος μιας αδιαφοροποίητης φιλοσοφίας. Η μόνη εξαίρεση ήταν τα μαθηματικά, στα οποία δημιούργησαν την περίφημη αξιωματική μέθοδο κατασκευής γνώσης, η οποία εξακολουθεί να λειτουργεί ως το πιο σημαντικό μέσο λογικής συστηματοποίησης και τεκμηρίωσης όχι μόνο μαθηματικών, αλλά και οποιασδήποτε γνώσης γενικότερα.
Με τη μετάβαση στην πειραματική μελέτη της φύσης και την εμφάνιση της πειραματικής φυσικής επιστήμης τον 17ο αιώνα. υπάρχει μια διαίρεση της γνώσης σε ξεχωριστές περιοχές της φύσης, ομάδες φαινομένων, κλάδους και επιστημονικούς κλάδους. Μια πειθαρχική μέθοδος οικοδόμησης και ανάπτυξης επιστημονικής γνώσης ξεκινά, όταν κάθε επιστήμη μελετά προσεκτικά και διεξοδικά το αντικείμενό της, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες ερευνητικές μεθόδους, χωρίς να ενδιαφέρεται ούτε για τους στόχους και τους στόχους ούτε για τις μεθόδους γνωστικής γνώσης άλλων επιστημών. Μια τέτοια προσέγγιση, όπως αναφέρθηκε ήδη στο Κεφάλαιο 1, είχε ορισμένα πλεονεκτήματα, αλλά ταυτόχρονα περιόριζε τις δυνατότητες των ερευνητών στα στενά όρια του κλάδου τους και έτσι απέτρεψε τη δημιουργία δεσμών μεταξύ άλλων κλάδων. Ως αποτέλεσμα, μια ενιαία φύση χωρίστηκε τεχνητά μεταξύ των διαφορετικών επιστημών.
Παρόλα αυτά, η διαφοροποίηση της επιστήμης συνέχισε να αυξάνεται, ο αριθμός των επιμέρους επιστημονικών κλάδων αυξανόταν όλο και περισσότερο και, κατά συνέπεια, οι δεσμοί και η αμοιβαία κατανόηση των επιστημόνων αποδυναμώθηκαν. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η κατάσταση γινόταν όλο και πιο αφόρητη και παρά την αντίσταση ορισμένων ομάδων επιστημόνων, προέκυψαν ολοκληρωμένες, διεπιστημονικές μέθοδοι και θεωρίες, με τη βοήθεια των οποίων, χρησιμοποιώντας γενικές έννοιες και αρχές, τα προβλήματα που τέθηκαν ενώπιον των επιστημών που μελέτησε τις αλληλένδετες διαδικασίες και τις μορφές της κίνησης της ύλης και στη συνέχεια γενικότερες θεωρίες. Έτσι, στα τέλη του XIX - αρχές του ΧΧ αιώνα. προέκυψαν η βιοφυσική και η βιοχημεία, η γεωφυσική και η γεωχημεία, η χημική φυσική και η φυσική χημεία και άλλα.
Η πραγματική ανακάλυψη στην έρευνα συστημάτων συνέβη μετά το τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, όταν ένα ισχυρό σύστημα
ένα νέο κίνημα που συνέβαλε στην εισαγωγή ιδεών, αρχών και μεθόδων συστηματικής έρευνας όχι μόνο στις φυσικές επιστήμες, αλλά και στις κοινωνικοοικονομικές και ανθρωπιστικές επιστήμες. Ήταν η συστημική προσέγγιση που συνέβαλε στο γεγονός ότι κάθε επιστήμη άρχισε να θεωρεί ως αντικείμενο της τη μελέτη συστημάτων ενός συγκεκριμένου τύπου που βρίσκονται σε αλληλεπίδραση με άλλα συστήματα. Σύμφωνα με τη νέα προσέγγιση, ο κόσμος εμφανίστηκε ως ένα τεράστιο σύνολο συστημάτων με το πιο ποικίλο συγκεκριμένο περιεχόμενο και γενικότητα, ενωμένα σε ένα ενιαίο σύνολο - το Σύμπαν.
18.2. Ιδιαιτερότητα της μεθόδου έρευνας συστήματος
Ο παραπάνω διαισθητικός ορισμός ενός συστήματος είναι αρκετός για να διακρίνει τα συστήματα από τέτοιες συλλογές αντικειμένων και φαινομένων που δεν είναι συστήματα. Δεν υπάρχει ειδικός όρος για αυτούς στη λογοτεχνία μας. Ως εκ τούτου, θα τα υποδηλώσουμε με τον όρο που δανείστηκε από την αγγλική βιβλιογραφία αδρανή.Είναι απίθανο κάποιος να ονομάσει ένα μάτσο πέτρες σύστημα, ενώ ένα φυσικό σώμα που αποτελείται από μεγάλο αριθμό μορίων που αλληλεπιδρούν, ή μια χημική ένωση που σχηματίζεται από πολλά στοιχεία, και ακόμη περισσότερο έναν ζωντανό οργανισμό, πληθυσμό, είδη και άλλες κοινότητες των ζωντανών όντων, ο καθένας θα εξετάσει διαισθητικά ένα σύστημα.
Από τι καθοδηγούμαστε όταν ταξινομούμε ορισμένα σύνολα αντικειμένων ως συστήματα και άλλα ως συγκεντρωτικά; Προφανώς, στην πρώτη περίπτωση, παρατηρούμε μια ορισμένη ακεραιότητα, την ενότητα των στοιχείων που συνθέτουν το σύστημα, και στη δεύτερη τέτοια ενότητα και διασύνδεση απουσιάζει, και ως εκ τούτου θα πρέπει να μιλάμε για ένα απλό σύνολο ή άθροισμα στοιχείων .
Με αυτόν τον τρόπο, η συστημική προσέγγιση χαρακτηρίζεται από μια ολιστική θεώρηση, την καθιέρωση της αλληλεπίδρασης των συστατικών μερών ή στοιχείων του συνόλου, τη μη αναγωγιμότητα των ιδιοτήτων του συνόλου στις ιδιότητες των μερών.
Καθ' όλη τη διάρκεια της παρουσίασης, συναντήσαμε πολλά φυσικά, χημικά, βιολογικά και οικολογικά συστήματα, οι ιδιότητες των οποίων δεν μπορούν να εξηγηθούν από τις ιδιότητες των στοιχείων τους. Αντίθετα, οι ιδιότητες των απλών συλλογών, ή αδρανών, προκύπτουν από το άθροισμα των ιδιοτήτων των συστατικών τους μερών. Έτσι, για παράδειγμα, το μήκος ενός σώματος που αποτελείται από πολλά μέρη, ή το βάρος του, μπορεί να βρεθεί αθροίζοντας, αντίστοιχα, τα μήκη και τα βάρη των μερών του. Αντίθετα, η θερμοκρασία του νερού που λαμβάνεται με την ανάμειξη των διαφορετικών όγκων του θερμαίνεται σε διαφορετικούς βαθμούς
οι ψυχές δεν μπορούν να υπολογιστούν με αυτόν τον τρόπο. Λέγεται συχνά, λοιπόν, ότι αν οι ιδιότητες των απλών συλλογών πρόσθετοςεκείνοι. συνοψίζονται ή αποτελούνται από τις ιδιότητες ή τα μεγέθη των μερών τους, τότε οι ιδιότητες των συστημάτων ως ενσωματωμένοι σχηματισμοί είναι μη προσθετικές.
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η διαφορά μεταξύ συστημάτων και συσσωματωμάτων, ή απλώς συλλογών αντικειμένων, δεν είναι απόλυτη, αλλά συγγενήςχαρακτήρα και εξαρτάται από το πώς προσεγγίζεται ο πληθυσμός για τη μελέτη. Εξάλλου, ακόμη και ένα μάτσο πέτρες μπορεί να θεωρηθεί ως κάποιο είδος συστήματος, τα στοιχεία του οποίου αλληλεπιδρούν σύμφωνα με το νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας. Ωστόσο, εδώ δεν βρίσκουμε την εμφάνιση νέων ολοκληρωμένων ιδιοτήτων που είναι εγγενείς στα πραγματικά συστήματα. Αυτό το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των συστημάτων, το οποίο συνίσταται στην παρουσία νέων ενοποιημένων, ολοκληρωμένων ιδιοτήτων που προκύπτουν ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των συστατικών μερών ή στοιχείων τους, θα πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη κατά τον ορισμό των συστημάτων.
Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει πολλές προσπάθειες να δοθεί ένας λογικός ορισμός στην έννοια του συστήματος. Δεδομένου ότι ο τυπικός τρόπος στη λογική είναι ο ορισμός μέσω του πλησιέστερου γένους και της συγκεκριμένης διαφοράς, οι πιο γενικές έννοιες των μαθηματικών και ακόμη και της φιλοσοφίας επιλέγονταν συνήθως ως γενική έννοια. Στα σύγχρονα μαθηματικά, μια τέτοια έννοια είναι η έννοια του συνόλου, που εισήχθη στα τέλη του περασμένου αιώνα από τον Γερμανό μαθηματικό G. Kantor (1845-1918) για να δηλώσει οποιοδήποτε σύνολο μαθηματικών αντικειμένων που έχουν κάποια κοινή ιδιότητα. Επομένως, οι R. Fagin και A. Hall χρησιμοποίησαν την έννοια του συνόλου για να ορίσουν λογικά ένα σύστημα.
«Ένα σύστημα», γράφουν, «είναι ένα σύνολο αντικειμένων μαζί με σχέσεις μεταξύ αντικειμένων και μεταξύ των ιδιοτήτων τους (ιδιοτήτων).
Ένας τέτοιος ορισμός δεν μπορεί να ονομαστεί σωστός, μόνο και μόνο επειδή οι πιο διαφορετικές συλλογές αντικειμένων μπορούν να ονομαστούν σύνολα, και για πολλά από αυτά είναι δυνατό να δημιουργηθούν ορισμένες σχέσεις μεταξύ αντικειμένων, έτσι ώστε η συγκεκριμένη διαφορά για τα συστήματα (καθορίζεται η διαφορά)Δεν διευκρινίζεται. Το θέμα, όμως, δεν βρίσκεται τόσο στην τυπική ανακρίβεια του ορισμού, αλλά στην ουσιαστική αναντιστοιχία του με την πραγματικότητα. Πράγματι, δεν σημειώνει ότι τα αντικείμενα που συνθέτουν το σύστημα αλληλεπιδρούν με τέτοιο τρόπο ώστε να προκαλούν την εμφάνιση νέων, ολοκληρωμένων, ιδιοτήτων του συστήματος. Προφανώς, μια τόσο ευρεία έννοια όπως ένα σύστημα δεν μπορεί να οριστεί καθαρά λογικά μέσα από άλλες υπάρχουσες έννοιες. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να αναγνωριστεί ως η αρχική και απροσδιόριστη έννοια, το περιεχόμενο της οποίας μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας το
χαντάκι. Αυτό ακριβώς γίνεται συνήθως στην επιστήμη όταν κάποιος πρέπει να ασχοληθεί με τις αρχικές, αρχικές έννοιές της, για παράδειγμα, με ένα σύνολο στα μαθηματικά ή με μάζα και φορτίο στη φυσική.
Για την καλύτερη κατανόηση της φύσης των συστημάτων, είναι απαραίτητο να εξεταστεί πρώτα η δομή και η δομή τους και μετά η ταξινόμησή τους.
Δομή συστήματοςχαρακτηρίζεται από τα συστατικά από τα οποία σχηματίζεται. Τέτοια στοιχεία είναι: υποσυστήματα, μέρη ή στοιχεία του συστήματος, ανάλογα με το τι λαμβάνεται ως βάση για τη διαίρεση.
υποσυστήματααποτελούν μέρη του συστήματος που έχουν μια ορισμένη αυτονομία, αλλά ταυτόχρονα είναι υποδεέστερα στο σύστημα και ελέγχονται από αυτό. Συνήθως τα υποσυστήματα κατανέμονται με ειδικό τρόπο οργανωμένα συστήματα, τα οποία ονομάζονται ιεραρχικός.
Στοιχείασυνήθως ονομάζονται οι μικρότερες μονάδες του συστήματος, αν και καταρχήν οποιοδήποτε μέρος μπορεί να θεωρηθεί ως στοιχείο, αν αγνοήσουμε το μέγεθός του.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το ανθρώπινο σώμα, το οποίο αποτελείται από το νευρικό, το αναπνευστικό, το πεπτικό και άλλα υποσυστήματα, που συχνά αναφέρονται απλώς ως συστήματα. Με τη σειρά τους, τα υποσυστήματα περιέχουν στη σύνθεσή τους ορισμένα όργανα, τα οποία αποτελούνται από ιστούς και ιστούς - από κύτταρα και κύτταρα - από μόρια. Πολλά ζωντανά και κοινωνικά συστήματα χτίζονται πάνω στο ίδιο ιεραρχικόςαρχή, όπου κάθε επίπεδο οργάνωσης, έχοντας μια ορισμένη αυτονομία, είναι ταυτόχρονα υποδεέστερο του προηγούμενου, ανώτερου επιπέδου. Μια τέτοια στενή σχέση και αλληλεπίδραση διαφόρων συστατικών παρέχει στο σύστημα ως μια ολιστική, ενοποιημένη εκπαίδευση τις καλύτερες προϋποθέσεις ύπαρξης και ανάπτυξης.
δομήΤα συστήματα είναι το σύνολο εκείνων των συγκεκριμένων σχέσεων και αλληλεπιδράσεων, λόγω των οποίων προκύπτουν νέες ολοκληρωμένες ιδιότητες που είναι εγγενείς μόνο στο σύστημα και απουσιάζουν από τα επιμέρους συστατικά του. Στη δυτική βιβλιογραφία, τέτοιες ιδιότητες ονομάζονται αναφαινόμενος,ή που προκύπτουν ως αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης και είναι εγγενείς μόνο στο σύστημα. Ανάλογα με την ειδική φύση της αλληλεπίδρασης των συστατικών, διακρίνονται διαφορετικοί τύποι συστημάτων: ηλεκτρομαγνητικά, ατομικά, πυρηνικά, χημικά, βιολογικά και κοινωνικά. Στο πλαίσιο αυτών των τύπων, είναι δυνατό, με τη σειρά του, να εξεταστούν μεμονωμένοι τύποι συστημάτων.
Κατ' αρχήν, κάθε μεμονωμένο αντικείμενο μπορεί να προσεγγιστεί από συστημική σκοπιά, αφού αντιπροσωπεύει έναν ορισμένο ολιστικό σχηματισμό ικανό για ανεξάρτητη ύπαρξη. Έτσι, για παράδειγμα, ένα μόριο νερού σχηματίστηκε από δύο άτομα νερού
υδρογόνου και ενός ατόμου οξυγόνου, είναι ένα σύστημα, τα συστατικά του οποίου συνδέονται μεταξύ τους με τις δυνάμεις της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης. Ολόκληρος ο κόσμος γύρω μας, τα αντικείμενα, τα φαινόμενα και οι διαδικασίες του αποδεικνύεται ότι είναι ένας συνδυασμός των πιο διαφορετικών συστημάτων όσον αφορά τη συγκεκριμένη φύση και το επίπεδο οργάνωσης τους. Κάθε σύστημα σε αυτόν τον κόσμο αλληλεπιδρά με άλλα συστήματα.
Το σύστημα και το περιβάλλον του.Για μια πιο ενδελεχή μελέτη, συνήθως ξεχωρίζονται εκείνα τα συστήματα με τα οποία το δεδομένο σύστημα αλληλεπιδρά άμεσα και τα οποία ονομάζονται περιβάλλονή εξωτερικό περιβάλλονσυστήματα. Όλα τα πραγματικά συστήματα στη φύση και την κοινωνία είναι, όπως ήδη αναφέρθηκε, Άνοιξεκαι, ως εκ τούτου, αλληλεπίδραση με το περιβάλλον μέσω της ανταλλαγής ύλης, ενέργειας και πληροφοριών. Η έννοια ενός κλειστού ή απομονωμένου συστήματος είναι μια εκτεταμένη αφαίρεση που δεν αντικατοπτρίζει επαρκώς την πραγματικότητα, αφού κανένα πραγματικό σύστημα δεν μπορεί να απομονωθεί από την επιρροή άλλων συστημάτων που συνθέτουν το περιβάλλον του. Στην ανόργανη φύση, τα ανοιχτά συστήματα μπορούν να ανταλλάξουν είτε ύλη με το περιβάλλον, όπως συμβαίνει στις χημικές αντιδράσεις, είτε ενέργεια, όταν το σύστημα λαμβάνει φρέσκια ενέργεια από το περιβάλλον και διαχέει την «απορριπτική» ενέργεια σε αυτό με τη μορφή θερμότητας. Στη ζωντανή φύση, τα συστήματα ανταλλάσσουν με το περιβάλλον, εκτός από την ύλη και την ενέργεια, και πληροφορίες, μέσω των οποίων γίνεται έλεγχος και μετάδοση κληρονομικών χαρακτηριστικών από τους οργανισμούς στους απογόνους. Ιδιαίτερη σημασία έχει η ανταλλαγή πληροφοριών σε κοινωνικοοικονομικά και πολιτιστικά-ανθρωπιστικά συστήματα, όπου μια τέτοια ανταλλαγή χρησιμεύει ως βάση για όλες τις επικοινωνιακές δραστηριότητες των ανθρώπων.
Ταξινόμηση συστήματοςμπορεί να γίνει για διάφορους λόγους. Πρώτα απ 'όλα, όλα τα συστήματα μπορούν να χωριστούν σε συστήματα υλικό και ιδανικόή σχετικός με την σύλληψη ή αντίληψη.Τα υλικά συστήματα περιλαμβάνουν τη συντριπτική πλειοψηφία των συστημάτων ανόργανου, οργανικού και κοινωνικού χαρακτήρα. Όλα τα συστήματα υλικών, με τη σειρά τους, μπορούν να χωριστούν σε βασικές κατηγορίες ανάλογα με τη μορφή κίνηση της ύλης,που εκπροσωπούν. Από αυτή την άποψη, συνήθως γίνεται διάκριση μεταξύ βαρυτικών, φυσικών, χημικών, βιολογικών, γεωλογικών, οικολογικών και κοινωνικών συστημάτων. Μεταξύ των υλικών συστημάτων, υπάρχουν επίσης τεχνητά, τεχνικά και τεχνολογικά συστήματα ειδικά δημιουργημένα από την κοινωνία που χρησιμεύουν για την παραγωγή υλικών αγαθών.
Όλα αυτά τα συστήματα ονομάζονται υλικό ή σκοπόςγιατί το περιεχόμενο και οι ιδιότητές τους δεν εξαρτώνται από το γνωστικό υποκείμενο. Ωστόσο, το υποκείμενο μπορεί να τα γνωρίσει βαθύτερα, πληρέστερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια.
ιδιότητες και κανονικότητες με τη βοήθεια των εννοιολογικών συστημάτων που δημιουργεί. Τέτοια συστήματα ονομάζονται ιδανικόςακριβώς επειδή αντιπροσωπεύουν μια αντανάκλαση υλικών, αντικειμενικά υπαρχόντων συστημάτων στη φύση και την κοινωνία.
Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα εννοιολογικού συστήματος είναι μια επιστημονική θεωρία, η οποία εκφράζει, με τη βοήθεια των εννοιών, των γενικεύσεων και των νόμων της, αντικειμενικές, πραγματικές συνδέσεις και σχέσεις που υπάρχουν σε συγκεκριμένα φυσικά και κοινωνικά συστήματα.
Ο συστημικός χαρακτήρας μιας επιστημονικής θεωρίας εκφράζεται στην ίδια την κατασκευή της, όταν οι επιμέρους έννοιες και κρίσεις της δεν παρατίθενται απλώς, αλλά συνδυάζονται μέσα σε μια ορισμένη ολοκληρωμένη δομή. Για τους σκοπούς αυτούς, συνήθως ξεχωρίζονται αρκετές βασικές ή αρχικές έννοιες, με βάση τις οποίες, πρώτα, άλλες, παράγωγες ή δευτερεύουσες, προσδιορίζονται σύμφωνα με τους κανόνες της λογικής. Ομοίως, μεταξύ όλων των κρίσεων μιας θεωρίας, επιλέγονται ορισμένες αρχικές ή βασικές κρίσεις, οι οποίες στις μαθηματικές θεωρίες ονομάζονται αξιώματα και στις θεωρίες των φυσικών επιστημών - νόμοι ή αρχές. Έτσι, για παράδειγμα, στην κλασική μηχανική τέτοιες βασικές κρίσεις είναι οι τρεις βασικοί νόμοι της μηχανικής, στην ειδική θεωρία της σχετικότητας - οι αρχές της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός και της σχετικότητας. Στις μαθηματικές θεωρίες της φυσικής, οι αντίστοιχοι νόμοι εκφράζονται συχνά χρησιμοποιώντας συστήματα εξισώσεων, όπως έκανε ο J.K. Ο Μάξγουελ στη θεωρία του για τον ηλεκτρομαγνητισμό. Στις βιολογικές και κοινωνικές θεωρίες, συνήθως περιορίζεται κανείς σε λεκτικές διατυπώσεις νόμων. Στο παράδειγμα της εξελικτικής θεωρίας του Κάρολου Δαρβίνου, είδαμε ότι το κύριο περιεχόμενό της μπορεί να εκφραστεί χρησιμοποιώντας τρεις βασικές αρχές ή ακόμα και τη μοναδική αρχή της φυσικής επιλογής.
Όλες μας οι γνώσεις, όχι μόνο στον τομέα της επιστήμης, αλλά και σε άλλους τομείς δραστηριότητας, προσπαθούμε να συστηματοποιήσουμε με συγκεκριμένο τρόπο, έτσι ώστε η λογική διασύνδεση των ατομικών κρίσεων, καθώς και ολόκληρη η δομή της γνώσης στο σύνολό της, γίνεται σαφές. Μια ξεχωριστή, μεμονωμένη κρίση δεν ενδιαφέρει ιδιαίτερα την επιστήμη. Μόνο όταν μπορεί να συνδεθεί λογικά με άλλα στοιχεία της γνώσης, ιδιαίτερα με τις κρίσεις της θεωρίας, αποκτά κάποιο νόημα και σημασία. Επομένως, η πιο σημαντική λειτουργία της επιστημονικής γνώσης είναι ακριβώς μέσα συστηματοποίησηόλης της συσσωρευμένης γνώσης, στην οποία μεμονωμένες κρίσεις που εκφράζουν γνώση για συγκεκριμένα γεγονότα συνδυάζονται σε ένα συγκεκριμένο εννοιολογικό σύστημα.
Άλλες ταξινομήσεις, ως βάση για τη διαίρεση, θεωρούν σημάδια που χαρακτηρίζουν την κατάσταση του συστήματος, τη συμπεριφορά του,
αλληλεπίδραση με το περιβάλλον, σκοπιμότητα και προβλεψιμότητα της συμπεριφοράς και άλλων ιδιοτήτων.
Η απλούστερη ταξινόμηση είναι η διαίρεση των συστημάτων σε στατική και δυναμική,που ως ένα βαθμό είναι υπό όρους, αφού τα πάντα στον κόσμο βρίσκονται σε συνεχή αλλαγή και κίνηση. Εφόσον, ωστόσο, ακόμη και στη μηχανική διακρίνουμε μεταξύ στατικής και δυναμικής, φαίνεται σκόπιμο να εξετάσουμε συγκεκριμένα και στατικά συστήματα.
Μεταξύ των δυναμικών συστημάτων, συνήθως ξεχωρίζει κανείς ντετερμινιστική και στοχαστικήσυστήματα. Μια τέτοια ταξινόμηση βασίζεται στη φύση της πρόβλεψης της δυναμικής ή της συμπεριφοράς των συστημάτων. Όπως σημειώθηκε σε προηγούμενα κεφάλαια, οι προβλέψεις που βασίζονται στη μελέτη της συμπεριφοράς των ντετερμινιστικών συστημάτων είναι αρκετά σαφείς και αξιόπιστες. Τέτοια συστήματα είναι τα δυναμικά συστήματα που μελετώνται στην κλασική μηχανική και την αστρονομία. Αντίθετα, τα στοχαστικά συστήματα, τα οποία συνήθως ονομάζονται πιθανοτικά-στατιστικά συστήματα, αντιμετωπίζουν μαζικά ή επαναλαμβανόμενα τυχαία γεγονότα και φαινόμενα. Επομένως, οι προβλέψεις σε αυτές, όπως σημειώθηκε σε προηγούμενα κεφάλαια, δεν είναι αξιόπιστες, αλλά μόνο πιθανολογικές.
Σύμφωνα με τη φύση της αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, τα συστήματα διακρίνονται, όπως ήδη γνωρίζουμε, ανοιχτό και κλειστό (απομονωμένο),και μερικές φορές κατανέμουν μερικώς ανοιχτόσυστήματα. Μια τέτοια ταξινόμηση είναι βασικά υπό όρους, επειδή η έννοια των κλειστών συστημάτων προέκυψε στην κλασική θερμοδυναμική ως μια ορισμένη αφαίρεση που αποδείχθηκε ότι δεν συνάδει με την αντικειμενική πραγματικότητα, στην οποία η συντριπτική πλειοψηφία των συστημάτων, αν όχι όλα, είναι ανοιχτά.
Πολλά πολύπλοκα συστήματα που βρίσκονται στον κοινωνικό κόσμο είναι στοχευμένεςεκείνοι. επικεντρώνονται στην επίτευξη ενός ή περισσότερων στόχων, και σε διαφορετικά υποσυστήματα και σε διαφορετικά επίπεδα του οργανισμού, αυτοί οι στόχοι μπορεί να είναι διαφορετικοί και ακόμη και να έρχονται σε σύγκρουση μεταξύ τους.
Η ταξινόμηση των συστημάτων καθιστά δυνατή την εξέταση του συνόλου των συστημάτων που υπάρχουν στην επιστήμη αναδρομικά, δηλ. αναδρομικά, και επομένως δεν αντιπροσωπεύει για τον ερευνητή τέτοιοςενδιαφέροντος, ως μελέτη της μεθόδου και των προοπτικών μιας συστηματικής προσέγγισης στις συγκεκριμένες συνθήκες εφαρμογής της.
18.3. Μέθοδος και προοπτικές συστημικής έρευνας
Σε μια σιωπηρή μορφή, η συστημική προσέγγιση στην απλούστερη της μορφή έχει χρησιμοποιηθεί στην επιστήμη από την αρχή της γέννησής της. Ακόμη και όταν οι επιμέρους επιστήμες ασχολούνταν με τη συσσώρευση και τη γενίκευση του αρχικού πραγματικού υλικού, η ιδέα της συστηματοποίησης και της ενότητας στηρίζεται σε όλες τις αναζητήσεις νέων γεγονότων και τη μεταφορά τους σε ένα ενιαίο σύστημα επιστημονικής γνώσης.
Ωστόσο, η ανάδειξη της μεθόδου του συστήματος ως ειδικής μεθόδου έρευνας αποδίδεται από πολλούς στην εποχή του Β' Παγκοσμίου Πολέμου και στην περίοδο ειρήνης που ακολούθησε. Κατά τη διάρκεια του πολέμου, οι επιστήμονες αντιμετώπισαν προβλήματα σύνθετης φύσης, τα οποία απαιτούν να ληφθεί υπόψη η σχέση και η αλληλεπίδραση πολλών παραγόντων στο πλαίσιο του συνόλου. Τέτοια προβλήματα περιλάμβαναν, ειδικότερα, τον σχεδιασμό και τη διεξαγωγή στρατιωτικών επιχειρήσεων, ζητήματα ανεφοδιασμού και οργάνωσης του στρατού, λήψη αποφάσεων σε δύσκολες συνθήκες κ.λπ. Σε αυτή τη βάση, προέκυψε ένας από τους πρώτους συστημικούς κλάδους, που ονομάζεται επιχειρησιακή έρευνα.Η εφαρμογή συστημικών ιδεών στην ανάλυση των οικονομικών και κοινωνικών διαδικασιών συνέβαλε στην ανάδυση θεωρία παιγνίων και θεωρία αποφάσεων.
Ίσως το πιο σημαντικό βήμα στη διαμόρφωση των ιδεών της μεθόδου συστημάτων ήταν η εμφάνιση κυβερνητικήως γενική θεωρία ελέγχου σε τεχνικά συστήματα, ζωντανούς οργανισμούς και κοινωνία. Δείχνει πιο ξεκάθαρα μια νέα προσέγγιση στη μελέτη συστημάτων ελέγχου που διαφέρουν ως προς το συγκεκριμένο περιεχόμενο. Παρόλο που υπήρχαν χωριστές θεωρίες ελέγχου στην τεχνολογία, τη βιολογία και τις κοινωνικές επιστήμες, εντούτοις, μια ενοποιημένη, διεπιστημονική προσέγγιση κατέστησε δυνατή την αποκάλυψη βαθύτερων και γενικότερων προτύπων ελέγχου, τα οποία συγκαλύφθηκαν από μια μάζα δευτερευουσών λεπτομερειών σε μια συγκεκριμένη μελέτη του ιδιωτικού ελέγχου. συστήματα. Στο πλαίσιο της κυβερνητικής, φάνηκε ξεκάθαρα για πρώτη φορά ότι η διαδικασία διαχείρισης από τη γενικότερη σκοπιά μπορεί να θεωρηθεί ως διαδικασία συσσώρευσης, μεταφοράς και μετασχηματισμού. πληροφορίες.Το ίδιο το στοιχείο ελέγχου μπορεί να εμφανιστεί χρησιμοποιώντας μια συγκεκριμένη ακολουθία αλγόριθμουςή ακριβείς συνταγές μέσω των οποίων πραγματοποιείται η επίτευξη του στόχου. Λίγο αργότερα, χρησιμοποιήθηκαν αλγόριθμοι για την επίλυση διαφόρων άλλων προβλημάτων μαζικής φύσης, για παράδειγμα, έλεγχος κυκλοφορίας, τεχνολογικές διαδικασίες στη μεταλλουργία και μηχανολογία, οργάνωση διανομής προϊόντων, έλεγχος κυκλοφορίας και πολλές παρόμοιες διαδικασίες.
Η έλευση των υπολογιστών υψηλής ταχύτητας ήταν η απαραίτητη τεχνική βάση με την οποία ήταν δυνατή η επεξεργασία
χαρακτηρίζουν διάφορες αλγοριθμικά περιγραφόμενες διαδικασίες. Ο αλγόριθμος και η μηχανογράφηση μιας σειράς παραγωγικών, τεχνικών, διαχειριστικών και άλλων διαδικασιών ήταν, όπως είναι γνωστό, ένα από τα συστατικά στοιχεία της σύγχρονης επιστημονικής και τεχνολογικής επανάστασης, που συνέδεσε τα νέα επιτεύγματα στην επιστήμη με τα αποτελέσματα της ανάπτυξης της τεχνολογίας.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα την ουσία της μεθόδου συστήματος, είναι απαραίτητο να σημειωθεί από την αρχή ότι οι έννοιες, οι θεωρίες και τα μοντέλα στα οποία βασίζεται είναι εφαρμόσιμα στη μελέτη αντικειμένων και φαινομένων με το πιο συγκεκριμένο και ποικίλο περιεχόμενο. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι απαραίτητο να αφαιρέσουμε, να απομακρυνθούμε από το ειδικό περιεχόμενο των επιμέρους, συγκεκριμένων συστημάτων και να προσδιορίσουμε το γενικό, ουσιαστικό που είναι εγγενές σε όλα τα συστήματα ενός συγκεκριμένου είδους.
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος είναι μαθηματική μοντελοποίηση.Με τη βοήθεια ενός μαθηματικού μοντέλου, εμφανίζονται οι πιο σημαντικές ποσοτικές και δομικές σχέσεις μεταξύ των στοιχείων ορισμένων σχετικών συστημάτων. Στη συνέχεια, αυτό το μοντέλο υπολογίζεται σε υπολογιστή και τα αποτελέσματα του υπολογισμού συγκρίνονται με δεδομένα παρατήρησης και πειραμάτων. Οι αποκλίσεις που προκύπτουν εξαλείφονται κάνοντας προσθήκες και αλλαγές στο αρχικό μοντέλο.
Η έλξη στα μαθηματικά μοντέλα υπαγορεύεται από την ίδια τη φύση της έρευνας συστημάτων, στη διαδικασία της οποίας πρέπει κανείς να ασχοληθεί με τις πιο γενικές ιδιότητες και σχέσεις διαφόρων ειδικών, συγκεκριμένων συστημάτων. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή προσέγγιση, η οποία λειτουργεί σε δύο ή περισσότερες μεταβλητές, η μέθοδος του συστήματος περιλαμβάνει την ανάλυση ενός ολόκληρου συνόλου μεταβλητών. Η σύνδεση μεταξύ αυτών των πολυάριθμων μεταβλητών, που εκφράζονται στη γλώσσα των διαφόρων εξισώσεων και των συστημάτων τους, είναι ένα μαθηματικό μοντέλο. Αυτό το μοντέλο προβάλλεται αρχικά ως υπόθεση, η οποία πρέπει να επαληθευτεί περαιτέρω με τη βοήθεια της εμπειρίας.
Προφανώς, πριν κατασκευάσουμε ένα μαθηματικό μοντέλο οποιουδήποτε συστήματος, είναι απαραίτητο να προσδιορίσουμε το γενικό ποιοτικάομοιογενές, το οποίο είναι εγγενές σε διαφορετικούς τύπους συστημάτων του ίδιου τύπου. Μέχρι να μελετηθούν τα συστήματα σε ποιοτικό επίπεδο, δεν μπορεί να τεθεί θέμα κανενός ποσοτικού μαθηματικού μοντέλου. Πράγματι, για να εκφράσουμε τυχόν εξαρτήσεις σε μαθηματική μορφή, είναι απαραίτητο να βρούμε ομοιογενείς ιδιότητες για διαφορετικά συγκεκριμένα συστήματα αντικειμένων και φαινομένων, για παράδειγμα, διαστάσεις, όγκος, βάρος κ.λπ. Χρησιμοποιώντας την επιλεγμένη μονάδα μέτρησης, αυτές οι ιδιότητες μπορούν να αναπαρασταθούν ως αριθμοί και στη συνέχεια η σχέση μεταξύ των ιδιοτήτων μπορεί να εκφραστεί ως εξάρτηση.
γέφυρες μεταξύ των μαθηματικών εξισώσεων και των συναρτήσεων που τις αντιπροσωπεύουν. Η κατασκευή ενός μαθηματικού μοντέλου έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι της απλής περιγραφής συστημάτων με ποιοτικούς όρους, επειδή καθιστά δυνατή την πραγματοποίηση ακριβών προβλέψεων για τη συμπεριφορά συστημάτων που είναι πολύ πιο εύκολο να ελεγχθούν από τις εξαιρετικά αβέβαιες και γενικές ποιοτικές προβλέψεις. Έτσι, στη μαθηματική μοντελοποίηση συστημάτων, εκδηλώνεται με μεγαλύτερη σαφήνεια η αποτελεσματικότητα της ενότητας ποιοτικών και ποσοτικών μεθόδων έρευνας, που χαρακτηρίζει τον κύριο δρόμο ανάπτυξης της σύγχρονης επιστημονικής γνώσης.
Ας στραφούμε τώρα στο ερώτημα του πλεονεκτήματα και προοπτικές της μεθόδου συστήματοςέρευνα.
Καταρχάς, σημειώνουμε ότι η εμφάνιση της ίδιας της συστημικής μεθόδου και η εφαρμογή της στις φυσικές και άλλες επιστήμες σηματοδοτούν μια σημαντικά αυξημένη ωριμότητα του τρέχοντος σταδίου ανάπτυξής τους. Πριν προχωρήσει η επιστήμη σε αυτό το στάδιο, έπρεπε να εξερευνήσει τις επιμέρους πτυχές, χαρακτηριστικά, ιδιότητες και σχέσεις ορισμένων αντικειμένων και φαινομένων, να μελετήσει τα μέρη αφηρημένα από το σύνολο, το απλό εκτός από το σύνθετο. Μια τέτοια περίοδος, όπως σημειώθηκε στο Κεφάλαιο 1, αντιστοιχούσε σε μια πειθαρχική προσέγγιση, όταν κάθε επιστήμη συγκέντρωνε όλη την προσοχή στη μελέτη των συγκεκριμένων νόμων του φάσματος των φαινομένων που μελετούσε. Με την πάροδο του χρόνου, έγινε φανερό ότι μια τέτοια προσέγγιση δεν καθιστά δυνατή την αποκάλυψη των βαθύτερων προτύπων που ενυπάρχουν σε μια ευρεία κατηγορία αλληλένδετων φαινομένων, για να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι αφήνει στη σκιά τη σχέση διαφορετικών κατηγοριών φαινομένων, καθεμία από που αποτέλεσε αντικείμενο χωριστής μελέτης μιας ξεχωριστής επιστήμης.
ΔιεπιστημονικήΗ προσέγγιση, η οποία αντικατέστησε την πειθαρχική, έχει χρησιμοποιηθεί όλο και περισσότερο για τη δημιουργία προτύπων εγγενών σε διαφορετικούς τομείς φαινομένων και έχει αναπτυχθεί περαιτέρω σε διάφορες μορφές έρευνας συστημάτων τόσο στη διαδικασία διαμόρφωσης όσο και σε συγκεκριμένες εφαρμογές.
Η συστημική μέθοδος έχει περάσει από διαφορετικά στάδια, κάτι που αντικατοπτρίζεται στην ίδια την ορολογία, η οποία, δυστυχώς, δεν διακρίνεται από ενότητα. Από την άποψη της πρακτικής σημασίας, μπορούμε να διακρίνουμε:
μηχανική συστημάτων,ασχολείται με την έρευνα, το σχεδιασμό και την κατασκευή των πιο πρόσφατων τεχνικών συστημάτων, τα οποία λαμβάνουν υπόψη όχι μόνο τη λειτουργία των μηχανισμών, αλλά και τις ενέργειες ενός ατόμου - του χειριστή που τους ελέγχει. Αυτή η κατεύθυνση αναπτύσσει ορισμένες αρχές οργάνωσης και αυτοοργάνωσης, που προσδιορίζονται από την κυβερνητική, και αυτή τη στιγμή γίνεται όλο και πιο σημαντική στην
σύνδεση με την εισαγωγή συστημάτων ανθρώπου-μηχανής, συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών που λειτουργούν σε λειτουργία διαλόγου με τον ερευνητή·
ανάλυση συστήματος,που ασχολείται με τη μελέτη πολύπλοκων και πολυεπίπεδων συστημάτων. Αν και τέτοια συστήματα αποτελούνται συνήθως από στοιχεία ετερογενούς φύσης, συνδέονται και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με συγκεκριμένο τρόπο και επομένως απαιτούν μια ολιστική, συστημική ανάλυση. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, το σύστημα οργάνωσης ενός σύγχρονου εργοστασίου ή εργοστασίου, στο οποίο η παραγωγή, η προμήθεια πρώτων υλών, η εμπορία αγαθών και η υποδομή συνδυάζονται σε ένα ενιαίο σύνολο.
θεωρία συστημάτων,που μελετά τις ειδικές ιδιότητες συστημάτων που αποτελούνται από αντικείμενα μιας ενιαίας φύσης, όπως φυσικά, χημικά, βιολογικά και κοινωνικά συστήματα.
Εάν η μηχανική συστημάτων και η ανάλυση συστημάτων είναι στην πραγματικότητα εφαρμογές ορισμένων ιδεών συστημάτων στον τομέα της οργάνωσης της παραγωγής, των μεταφορών, της τεχνολογίας και άλλων τομέων της εθνικής οικονομίας, τότε η θεωρία συστημάτων διερευνά τις γενικές ιδιότητες των συστημάτων που μελετώνται στο φυσικό, τεχνικό, κοινωνικό οικονομικές και ανθρωπιστικές επιστήμες.
Μπορεί να προκύψει το ερώτημα: εάν οι συγκεκριμένες ιδιότητες των συστημάτων που αναφέρονται παραπάνω μελετώνται σε ξεχωριστές επιστήμες, τότε γιατί χρειάζεται μια ειδική μέθοδος συστήματος; Για να απαντηθεί σωστά, είναι απαραίτητο να δηλωθεί με σαφήνεια τι ακριβώς μελετούν οι συγκεκριμένες επιστήμες και η θεωρία συστημάτων όταν εφαρμόζεται στο ίδιο πεδίο φαινομένων. Εάν είναι σημαντικό για έναν φυσικό, βιολόγο ή κοινωνιολόγο να αποκαλύψει τις συγκεκριμένες, συγκεκριμένες συνδέσεις και πρότυπα των υπό μελέτη συστημάτων, τότε το καθήκον του θεωρητικού συστημάτων είναι να εντοπίσει τις πιο γενικές ιδιότητες και σχέσεις τέτοιων συστημάτων, να δείξει πώς γενικές αρχές της μεθόδου του συστήματος εκδηλώνονται σε αυτά. Με άλλα λόγια, με μια συστημική προσέγγιση, κάθε συγκεκριμένο σύστημα λειτουργεί ως ειδική περίπτωση της γενικής θεωρίας των συστημάτων.
Μιλώντας για τη γενική θεωρία των συστημάτων, θα πρέπει να γνωρίζει κανείς τη φύση της γενικότητάς της. Το θέμα είναι ότι τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει πολλά έργα για την κατασκευή τέτοιων γενικών θεωριών, οι αρχές και οι δηλώσεις των οποίων ισχυρίζονται ότι είναι καθολικές. Ένας από τους εμπνευστές της δημιουργίας μιας τέτοιας θεωρίας, ο L. von Bertalanffy, ο οποίος συνέβαλε σημαντικά στη διάδοση των ιδεών του συστήματος, διατυπώνει τα καθήκοντά του ως εξής: «Το αντικείμενο αυτής της θεωρίας είναι η καθιέρωση και η εξαγωγή αυτών των αρχών. ισχύουν για τα «συστήματα» στο σύνολό τους... Μπορούμε να θέσουμε το ζήτημα των αρχών που ισχύουν για τα συστήματα γενικά, ανεξάρτητα από τη φυσική, βιολογική ή κοινωνική φύση τους. Εάν θέσουμε ένα τέτοιο πρόβλημα και ορίσουμε την έννοια ενός συστήματος με κατάλληλο τρόπο, θα διαπιστώσουμε ότι υπάρχουν μοντέλα που
αρχές και νόμοι που ισχύουν για γενικευμένα συστήματα ανεξάρτητα από την ιδιαίτερη μορφή τους, στοιχεία ή «δυνάμεις» που τα συνθέτουν.
Το ερώτημα είναι τι χαρακτήρα θα έπρεπε να έχει μια τέτοια, όχι απλώς γενική, αλλά, στην πραγματικότητα, καθολική θεωρία των συστημάτων; Προφανώς, για να είναι εφαρμόσιμη οπουδήποτε και παντού, μια τέτοια θεωρία πρέπει να αφαιρείται από οποιεσδήποτε συγκεκριμένες, ιδιωτικές και ειδικές ιδιότητες μεμονωμένων συστημάτων. Αλλά σε αυτήν την περίπτωση, από τις έννοιες και τις αρχές του είναι αδύνατο να συναχθούν λογικά οι ειδικές ιδιότητες των επιμέρους συστημάτων, όπως επιμένουν σε αυτό οι υποστηρικτές μιας γενικής, ή, θα έλεγε κανείς, καθολικής, θεωρίας. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι ορισμένες γενικές έννοιες και αρχές του συστήματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την καλύτερη κατανόηση και επεξήγηση συγκεκριμένων συστημάτων.
Ο θεμελιώδης ρόλος της μεθόδου συστήματος είναι ότι επιτυγχάνει την πληρέστερη έκφραση ενότηταεπιστημονική γνώση. Αυτή η ενότητα εκδηλώνεται, αφενός, στη διασύνδεση διαφόρων επιστημονικών κλάδων, η οποία εκφράζεται με την ανάδυση νέων κλάδων στον «κόμβο» των παλαιών (φυσική χημεία, χημική φυσική, βιοφυσική, βιοχημεία, βιογεωχημεία κ.λπ. ), στην ανάδειξη διεπιστημονικών τομέων έρευνας (κυβερνητική, συνεργεία, περιβαλλοντικά προγράμματα κ.λπ.). Από την άλλη πλευρά, μια συστηματική προσέγγιση καθιστά δυνατό τον εντοπισμό της ενότητας και των αλληλεπιδράσεων σε επιμέρους επιστημονικούς κλάδους. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, οι ιδιότητες και τα πρότυπα των πραγματικών συστημάτων στη φύση αντανακλώνται κυρίως στις επιστημονικές θεωρίες μεμονωμένων κλάδων της φυσικής επιστήμης. Αυτές οι θεωρίες, με τη σειρά τους, συνδέονται μεταξύ τους στο πλαίσιο των αντίστοιχων κλάδων και οι τελευταίες συνιστούν τη φυσική επιστήμη ως δόγμα της φύσης στο σύνολό της. Έτσι, η ενότητα που αποκαλύπτεται σε μια συστηματική προσέγγιση της επιστήμης έγκειται πρωτίστως στη δημιουργία συνδέσεων και σχέσεων μεταξύ των πιο διαφορετικών σε πολυπλοκότητα οργάνωσης, επιπέδου γνώσης και ακεραιότητας κάλυψης εννοιολογικών συστημάτων, με τη βοήθεια των οποίων η ανάπτυξη και η ανάπτυξη και εμφανίζεται η ανάπτυξη των γνώσεών μας για τη φύση. Όσο πιο εκτεταμένο είναι το υπό εξέταση σύστημα, όσο πιο σύνθετο είναι από άποψη επιπέδου γνώσης, ιεραρχικής οργάνωσης, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος των φαινομένων που μπορεί να εξηγήσει. Έτσι, η ενότητα της γνώσης εξαρτάται άμεσα από τη συνέπειά της.
Από τη σκοπιά της συστημικότητας, της ενότητας και της ακεραιότητας της επιστημονικής γνώσης, καθίσταται δυνατή η ορθή προσέγγιση της λύσης τέτοιων προβλημάτων όπως η μείωση ή η αναγωγή ορισμένων θεωριών της φυσικής επιστήμης σε άλλες, η σύνθεση ή η ενοποίηση θεωριών που φαίνονται μακριά η μία από την άλλη. , επιβεβαίωση και διάψευση τους από παρατηρητικά και πειραματικά δεδομένα.
Μείωση,ή η αναγωγή κάποιων θεωριών σε άλλες, είναι μια απολύτως αποδεκτή θεωρητική διαδικασία, γιατί εκφράζει την τάση να εδραιωθεί η ενότητα της επιστημονικής γνώσης. Όταν ο Νεύτωνας δημιούργησε τη μηχανική του και τη θεωρία της βαρύτητας, κατέδειξε έτσι την ενότητα των νόμων κίνησης των γήινων και των ουράνιων σωμάτων. Παρομοίως, η χρήση της φασματικής ανάλυσης για τον καθορισμό της ενότητας των χημικών στοιχείων στη δομή των ουράνιων σωμάτων ήταν ένα σημαντικό επίτευγμα στη φυσική. Στην εποχή μας, η αναγωγή ορισμένων ιδιοτήτων και κανονικοτήτων βιολογικών συστημάτων σε φυσικοχημικές ιδιότητες έχει γίνει η βάση ορόσημων ανακαλύψεων στον τομέα της μελέτης της κληρονομικότητας, της σύνθεσης πρωτεϊνικών σωμάτων και της εξέλιξης.
Ωστόσο, η μείωση είναι αποδεκτή και αποτελεσματική μόνο όταν χρησιμοποιείται για να εξηγήσει φαινόμενα και συστήματα ίδιου τύπου ως προς το περιεχόμενο. Πράγματι, όταν ο Νεύτωνας κατάφερε να αναγάγει τους νόμους της κίνησης της ουράνιας μηχανικής στους νόμους της γήινης μηχανικής και να δημιουργήσει ενότητα μεταξύ τους, αποδείχθηκε ότι ήταν δυνατό μόνο επειδή περιγράφουν τον ίδιο τύπο διαδικασιών μηχανικής κίνησης των σωμάτων. Όσο περισσότερες διεργασίες διαφέρουν από άλλες, όσο πιο ποιοτικά είναι ετερογενείς, τόσο πιο δύσκολο είναι να μειωθούν. Επομένως, οι νόμοι των πιο περίπλοκων συστημάτων και μορφών κίνησης δεν μπορούν να αναχθούν εντελώς στους νόμους των κατώτερων μορφών ή των απλούστερων συστημάτων. Συζητώντας την έννοια του ατομισμού, ήμασταν πεπεισμένοι ότι, παρά την τεράστια επιτυχία στην εξήγηση των ιδιοτήτων των σύνθετων ουσιών μέσω των απλών ιδιοτήτων των συστατικών τους ατόμων, αυτή η έννοια έχει ορισμένα όρια. Εξάλλου, οι γενικές, αναπόσπαστες ιδιότητες των συστημάτων δεν μειώνονται στο άθροισμα των ιδιοτήτων των συστατικών τους, αλλά προκύπτουν ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους. Μια τέτοια νέα, συστηματική προσέγγιση υπονομεύει θεμελιωδώς την ιδέα της προηγούμενης φυσικής επιστήμης εικόνας του κόσμου, όταν η φύση θεωρείτο ως ένα απλό σύνολο διαφόρων διαδικασιών και φαινομένων, και όχι στενά διασυνδεδεμένα και αλληλεπιδρώντα συστήματα, διαφορετικά τόσο από την άποψη το επίπεδο οργάνωσης και την πολυπλοκότητά τους.
18.4. Μέθοδος συστήματος και σύγχρονη επιστημονική προοπτική
Η ευρεία διάδοση ιδεών και αρχών της συστημικής μεθόδου συνέβαλε στην εμφάνιση μιας σειράς νέων προβλημάτων ιδεολογικής φύσης. Επιπλέον, ορισμένοι δυτικοί ηγέτες της συστημικής προσέγγισης άρχισαν να τη θεωρούν ως μια νέα επιστημονική φιλοσοφία, η οποία, σε αντίθεση με την προηγουμένως κυρίαρχη φιλοσοφία του θετικισμού, η οποία τόνιζε την προτεραιότητα ανάλυση και μείωση,η κύρια έμφαση δίνεται σε
σύνθεση και αντι-αναγωγισμός.Από αυτή την άποψη, το παλιό φιλοσοφικό πρόβλημα της αναλογίας μέρη και το σύνολο.
Πολλοί υποστηρικτές του μηχανισμού και του φυσιαλισμού υποστηρίζουν ότι τα μέρη παίζουν καθοριστικό ρόλο σε αυτή τη σχέση, αφού από αυτά προκύπτει το σύνολο. Όμως, ταυτόχρονα, αγνοούν το αδιαμφισβήτητο γεγονός ότι, μέσα στο πλαίσιο του συνόλου, τα μέρη όχι μόνο αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, αλλά βιώνουν και τη δράση του συνόλου. Προσπαθώντας να κατανοήσω το σύνολο από ανάλυσηεξαρτήματα αποτυγχάνουν ακριβώς επειδή αγνοεί σύνθεση,που παίζει καθοριστικό ρόλο στην ανάδυση κάθε συστήματος. Οποιαδήποτε σύνθετη ουσία ή χημική ένωση διαφέρει ως προς τις ιδιότητές της από τις ιδιότητες των απλών ουσιών ή στοιχείων που την αποτελούν. Κάθε άτομο έχει ιδιότητες που διαφέρουν από τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων που το αποτελούν. Εν ολίγοις, κάθε σύστημα χαρακτηρίζεται από ειδικές ολιστικές, αναπόσπαστες ιδιότητες που απουσιάζουν από τα συστατικά του.
Η αντίθετη προσέγγιση, που βασίζεται στην προτεραιότητα του συνόλου έναντι του μέρους, δεν έχει λάβει ευρεία διάδοση στην επιστήμη επειδή δεν μπορεί να εξηγήσει ορθολογικά τη διαδικασία ανάδυσης του συνόλου. Συχνά, λοιπόν, οι υποστηρικτές του κατέφευγαν στην ανάληψη παράλογων δυνάμεων, όπως η εντελεχία, η ζωτική δύναμη κ.λπ. Στη φιλοσοφία, τέτοιες απόψεις υπερασπίζονται οι υποστηρικτές ολισμός(από τα ελληνικά - ολόκληρο), που πιστεύουν ότι το όλο πάντα προηγείται των μερών και είναι πάντα σημαντικότερο από τα μέρη. Όταν εφαρμόζονται στα κοινωνικά συστήματα, τέτοιες αρχές δικαιολογούν την καταστολή του ατόμου από την κοινωνία, αγνοώντας την επιθυμία της για ελευθερία και ανεξαρτησία.
Εκ πρώτης όψεως, μπορεί να φανεί ότι η έννοια του ολισμού σχετικά με την προτεραιότητα του συνόλου στο μέρος συνάδει με τις αρχές της μεθόδου του συστήματος, η οποία υπογραμμίζει επίσης τη μεγάλη σημασία των ιδεών της ακεραιότητας, της ολοκλήρωσης και της ενότητας στη γνώση του τα φαινόμενα και οι διαδικασίες της φύσης και της κοινωνίας. Αλλά με μια πιο προσεκτική εξέταση, αποδεικνύεται ότι ο ολισμός υπερβάλλει τον ρόλο του συνόλου σε σύγκριση με το μέρος, τη σημασία της σύνθεσης σε σχέση με την ανάλυση. Επομένως, είναι η ίδια μονόπλευρη έννοια με τον ατομισμό και τον αναγωγισμό.
Η συστημική προσέγγιση αποφεύγει αυτές τις ακρότητες στη γνώση του κόσμου. Προχωρά από το γεγονός ότι το σύστημα στο σύνολό του δεν προκύπτει με κάποιο μυστικιστικό και παράλογο τρόπο, αλλά ως αποτέλεσμα μιας συγκεκριμένης, συγκεκριμένης αλληλεπίδρασης πολύ συγκεκριμένων πραγματικών μερών. Λόγω αυτής της αλληλεπίδρασης των μερών σχηματίζονται νέες αναπόσπαστες ιδιότητες του συστήματος. Αλλά η νεοεμφανιζόμενη ακεραιότητα, με τη σειρά της, αρχίζει να επηρεάζει τα μέρη, υποτάσσοντας τη λειτουργία τους στα καθήκοντα και τους στόχους ενός ενιαίου, ολιστικού
συστήματα. Σημειώσαμε ότι δεν αποτελεί κάθε συλλογή ή σύνολο ένα σύστημα, και σε αυτό το πλαίσιο εισαγάγαμε την έννοια του συνόλου. Αλλά κάθε σύστημα είναι ένα σύνολο που σχηματίζεται από τα διασυνδεδεμένα και αλληλεπιδρώντα μέρη του. Έτσι, η διαδικασία της γνώσης των φυσικών και κοινωνικών συστημάτων μπορεί να είναι επιτυχής μόνο όταν τα μέρη και το σύνολο σε αυτά μελετηθούν όχι σε αντίθεση, αλλά σε αλληλεπίδραση μεταξύ τους, η ανάλυση θα συνοδεύεται από σύνθεση.
Βασικές έννοιες και ερωτήσεις
Σετ αδρανών
Υποσύστημα προσθετικότητας
Σύστημα εξωτερικού περιβάλλοντος
Ντετερμινισμός Ανάλυση Συστημάτων
Μηχανική Συστημάτων Ιεραρχίας
Στοχαστικές Πληροφορίες
Δομή Μαθηματικής Μοντελοποίησης
1. Ποια είναι η ιδιαιτερότητα της έρευνας συστημάτων;
2. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός συστήματος και μιας μονάδας;
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της δομής και της δομής του συστήματος;
4. Ποια είναι η βάση για την εφαρμογή των μαθηματικών στην έρευνα συστημάτων;
5. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα μιας συστηματικής ερευνητικής μεθόδου;
6. Μπορεί η μέθοδος συστήματος να εφαρμοστεί σε ένα μόνο θέμα;
7. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της μηχανικής συστημάτων και της ανάλυσης συστημάτων;
8. Είναι δυνατόν να κατασκευαστεί μια καθολική θεωρία συστημάτων;
9. Σε τι διαφέρει μια συστημική προσέγγιση από τον αναγωγισμό και τον ολισμό;
10. Ποια είναι η ιδεολογική σημασία της μεθόδου του συστήματος;
Βιβλιογραφία
Κύριος:
Blauberg I.V., Yudin E.G.Διαμόρφωση και ουσία της συστημικής προσέγγισης. Μ., 1973.
Ruzavin G.I.Συστημική προσέγγιση και ενότητα επιστημονικής γνώσης // Ενότητα επιστημονικής γνώσης. Μ., 1988. Σ. 237-252.
Φιλοσοφία της Επιστήμης. Σύγχρονα φιλοσοφικά προβλήματα τομέων επιστημονικής γνώσης. Μ., 2005.
Πρόσθετος:
Έρευνα Συστήματος. Μεθοδολογικά προβλήματα: Επετηρίδα. Μ., 1982.
Φιλοσοφία: Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό / Εκδ. Α.Α. Ivin. Μ., 2004.
Ο Iskander Khabibrakhmanov έγραψε υλικό για τη θεωρία των συστημάτων, τις αρχές συμπεριφοράς σε αυτά, σχέσεις και παραδείγματα αυτοοργάνωσης για τη στήλη "Games Market".
Ζούμε σε έναν πολύπλοκο κόσμο και δεν καταλαβαίνουμε πάντα τι συμβαίνει γύρω μας. Βλέπουμε ανθρώπους που γίνονται επιτυχημένοι χωρίς να το αξίζουν και αυτούς που αξίζουν πραγματικά την επιτυχία, αλλά παραμένουν στην αφάνεια. Δεν είμαστε σίγουροι για το αύριο, κλείνουμε όλο και περισσότερο.
Για να εξηγήσουμε πράγματα που δεν καταλαβαίνουμε, εφεύραμε σαμάνους και μάντεις, θρύλους και μύθους, πανεπιστήμια, σχολεία και διαδικτυακά μαθήματα, αλλά δεν φάνηκε να βοήθησε. Όταν ήμασταν στο σχολείο, μας έδειξαν την παρακάτω εικόνα και μας ρώτησαν τι θα γινόταν αν τραβούσαμε ένα κορδόνι.
Με τον καιρό, οι περισσότεροι από εμάς μάθαμε να δίνουμε τη σωστή απάντηση σε αυτή την ερώτηση. Ωστόσο, μετά βγήκαμε στον ανοιχτό κόσμο και οι εργασίες μας άρχισαν να μοιάζουν με αυτό:
Αυτό οδήγησε σε απογοήτευση και απάθεια. Έχουμε γίνει σαν τους σοφούς στην παραβολή του ελέφαντα, που ο καθένας τους βλέπει μόνο ένα μικρό μέρος της εικόνας και δεν μπορεί να βγάλει σωστό συμπέρασμα για το αντικείμενο. Ο καθένας μας έχει τη δική του παρεξήγηση για τον κόσμο, είναι δύσκολο να την επικοινωνήσουμε μεταξύ μας και αυτό μας κάνει ακόμα πιο μοναχικούς.
Γεγονός είναι ότι ζούμε στην εποχή μιας διπλής αλλαγής παραδείγματος. Από τη μία, απομακρυνόμαστε από το μηχανιστικό παράδειγμα της κοινωνίας που κληρονομήθηκε από τη βιομηχανική εποχή. Κατανοούμε ότι οι εισροές, οι εκροές και οι ικανότητες δεν εξηγούν την ποικιλομορφία του κόσμου γύρω μας και συχνά επηρεάζεται πολύ περισσότερο από τις κοινωνικο-πολιτιστικές πτυχές της κοινωνίας.
Από την άλλη πλευρά, ένας τεράστιος όγκος πληροφοριών και η παγκοσμιοποίηση οδηγούν στο γεγονός ότι αντί για μια αναλυτική ανάλυση ανεξάρτητων ποσοτήτων, πρέπει να μελετήσουμε αλληλοεξαρτώμενα αντικείμενα που είναι αδιαίρετα σε ξεχωριστά συστατικά.
Φαίνεται ότι η επιβίωσή μας εξαρτάται από την ικανότητα να δουλεύουμε με αυτά τα παραδείγματα, και γι' αυτό χρειαζόμαστε ένα εργαλείο, όπως κάποτε χρειαζόμασταν εργαλεία για το κυνήγι και την άροση της γης.
Ένα τέτοιο εργαλείο είναι η θεωρία συστημάτων. Παρακάτω θα υπάρχουν παραδείγματα από τη θεωρία συστημάτων και τις γενικές της διατάξεις, θα υπάρχουν περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις και, ελπίζουμε, θα υπάρξει κάποια έμπνευση για να μάθετε περισσότερα γι' αυτήν.
Θεωρία συστημάτων
Η Θεωρία Συστημάτων είναι μια αρκετά νέα επιστήμη στη συμβολή ενός μεγάλου αριθμού θεμελιωδών και εφαρμοσμένων επιστημών. Αυτό είναι ένα είδος βιολογίας από τα μαθηματικά, που ασχολείται με την περιγραφή και την εξήγηση της συμπεριφοράς ορισμένων συστημάτων και την κοινότητα μεταξύ αυτής της συμπεριφοράς.
Υπάρχουν πολλοί ορισμοί για την έννοια του συστήματος, εδώ είναι ένας από αυτούς. Σύστημα - ένα σύνολο στοιχείων που βρίσκονται σε σχέσεις, το οποίο σχηματίζει μια ορισμένη ακεραιότητα δομής, λειτουργίας και διεργασιών.
Ανάλογα με τους στόχους της έρευνας, τα συστήματα ταξινομούνται:
- από την παρουσία αλληλεπίδρασης με τον έξω κόσμο - ανοιχτό και κλειστό.
- από τον αριθμό των στοιχείων και την πολυπλοκότητα της αλληλεπίδρασης μεταξύ τους - απλό και σύνθετο.
- αν είναι δυνατόν, παρατηρήσεις ολόκληρου του συστήματος - μικρές και μεγάλες.
- από την παρουσία ενός στοιχείου τυχαίας - ντετερμινιστικής και μη ντετερμινιστικής.
- από την παρουσία στόχων στο σύστημα - περιστασιακά και σκόπιμα.
- ανάλογα με το επίπεδο οργάνωσης - διάχυτο (τυχαίοι περίπατοι), οργανωμένο (παρουσία δομής) και προσαρμοστικό (η δομή προσαρμόζεται στις εξωτερικές αλλαγές).
Επίσης, τα συστήματα έχουν ειδικές καταστάσεις, η μελέτη των οποίων δίνει μια κατανόηση της συμπεριφοράς του συστήματος.
- βιώσιμη εστίαση. Με μικρές αποκλίσεις, το σύστημα επιστρέφει ξανά στην αρχική του κατάσταση. Ένα παράδειγμα είναι ένα εκκρεμές.
- Ασταθής εστίαση. Μια μικρή απόκλιση βγάζει το σύστημα από την ισορροπία. Ένα παράδειγμα είναι ένας κώνος που τοποθετείται με ένα σημείο σε ένα τραπέζι.
- Κύκλος. Ορισμένες καταστάσεις του συστήματος επαναλαμβάνονται κυκλικά. Ένα παράδειγμα είναι η ιστορία διαφορετικών χωρών.
- Πολύπλοκη συμπεριφορά. Η συμπεριφορά του συστήματος έχει μια δομή, αλλά είναι τόσο περίπλοκη που δεν είναι δυνατό να προβλεφθεί η μελλοντική κατάσταση του συστήματος. Ένα παράδειγμα είναι οι τιμές των μετοχών στο χρηματιστήριο.
- Χάος. Το σύστημα είναι εντελώς χαοτικό, δεν υπάρχει δομή στη συμπεριφορά του.
Συχνά όταν εργαζόμαστε με συστήματα, θέλουμε να τα κάνουμε καλύτερα. Επομένως, πρέπει να αναρωτηθούμε σε ποια ειδική κατάσταση θέλουμε να το φέρουμε. Στην ιδανική περίπτωση, εάν η νέα κατάσταση που μας ενδιαφέρει είναι μια σταθερή εστίαση, τότε μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι εάν πετύχουμε την επιτυχία, τότε δεν θα εξαφανιστεί την επόμενη μέρα.
Πολύπλοκα συστήματα
Βλέπουμε όλο και περισσότερο περίπλοκα συστήματα γύρω μας. Εδώ δεν βρήκα ακούς όρους στα ρωσικά, οπότε πρέπει να μιλήσω στα αγγλικά. Υπάρχουν δύο θεμελιωδώς διαφορετικές έννοιες της πολυπλοκότητας.
Η πρώτη (πολυπλοκότητα) - σημαίνει κάποια πολυπλοκότητα της συσκευής, η οποία εφαρμόζεται σε φανταχτερούς μηχανισμούς. Αυτό το είδος πολυπλοκότητας συχνά καθιστά το σύστημα ασταθές στις παραμικρές αλλαγές στο περιβάλλον. Έτσι, εάν ένα από τα μηχανήματα σταματήσει στο εργοστάσιο, μπορεί να απενεργοποιήσει ολόκληρη τη διαδικασία.
Το δεύτερο (πολυπλοκότητα) - σημαίνει την πολυπλοκότητα της συμπεριφοράς, για παράδειγμα, βιολογικά και οικονομικά συστήματα (ή τις προσομοιώσεις τους). Αντίθετα, αυτή η συμπεριφορά παραμένει ακόμη και με κάποιες αλλαγές στο περιβάλλον ή την κατάσταση του ίδιου του συστήματος. Έτσι, όταν ένας σημαντικός παίκτης εγκαταλείψει την αγορά, οι παίκτες θα μοιράζονται λιγότερο το μερίδιό του μεταξύ τους και η κατάσταση θα σταθεροποιηθεί.
Συχνά τα πολύπλοκα συστήματα έχουν ιδιότητες που μπορούν να οδηγήσουν τους μη μυημένους σε απάθεια και να κάνουν τη δουλειά μαζί τους δύσκολη και διαισθητική. Αυτές οι ιδιότητες είναι:
- απλοί κανόνες για πολύπλοκη συμπεριφορά,
- εφέ πεταλούδας ή ντετερμινιστικό χάος,
- εμφάνιση.
Απλοί κανόνες για σύνθετη συμπεριφορά
Έχουμε συνηθίσει στο γεγονός ότι αν κάτι εμφανίζει σύνθετη συμπεριφορά, τότε είναι πιθανότατα πολύπλοκο εσωτερικά. Επομένως, βλέπουμε μοτίβα σε τυχαία γεγονότα και προσπαθούμε να εξηγήσουμε πράγματα που μας είναι ακατανόητα με τις μηχανορραφίες των κακών δυνάμεων.
Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Κλασικό παράδειγμα απλής εσωτερικής δομής και πολύπλοκης εξωτερικής συμπεριφοράς είναι το παιχνίδι «Ζωή». Αποτελείται από μερικούς απλούς κανόνες:
- το σύμπαν είναι ένα καρό επίπεδο, υπάρχει μια αρχική διάταξη ζωντανών κυττάρων.
- την επόμενη στιγμή, ένα ζωντανό κύτταρο ζει αν έχει δύο ή τρεις γείτονες.
- Αλλιώς πεθαίνει από μοναξιά ή υπερπληθυσμό.
- σε ένα άδειο κελί, δίπλα στο οποίο υπάρχουν ακριβώς τρία ζωντανά κύτταρα, γεννιέται η ζωή.
Γενικά, η σύνταξη ενός προγράμματος που θα εφαρμόζει αυτούς τους κανόνες θα απαιτήσει πέντε έως έξι γραμμές κώδικα.
Ταυτόχρονα, αυτό το σύστημα μπορεί να παράγει αρκετά περίπλοκα και όμορφα μοτίβα συμπεριφοράς, οπότε χωρίς να δεις τους ίδιους τους κανόνες είναι δύσκολο να τους μαντέψεις. Και είναι σίγουρα δύσκολο να πιστέψει κανείς ότι αυτό υλοποιείται σε λίγες γραμμές κώδικα. Ίσως ο πραγματικός κόσμος να βασίζεται επίσης σε μερικούς απλούς νόμους που δεν έχουμε ακόμη συμπεράνει, και ολόκληρη η απεριόριστη ποικιλία δημιουργείται από αυτό το σύνολο αξιωμάτων.
Το φαινόμενο της πεταλούδας
Το 1814, ο Pierre-Simon Laplace πρότεινε ένα πείραμα σκέψης, το οποίο συνίστατο στην ύπαρξη ενός ευφυούς όντος ικανού να αντιληφθεί τη θέση και την ταχύτητα κάθε σωματιδίου του σύμπαντος και να γνωρίζει όλους τους νόμους του κόσμου. Το ερώτημα ήταν η θεωρητική ικανότητα ενός τέτοιου όντος να προβλέψει το μέλλον του σύμπαντος.
Αυτό το πείραμα προκάλεσε πολλές διαμάχες στους επιστημονικούς κύκλους. Οι επιστήμονες, εμπνευσμένοι από την πρόοδο στα υπολογιστικά μαθηματικά, έτειναν να απαντήσουν ναι σε αυτή την ερώτηση.
Ναι, γνωρίζουμε ότι η αρχή της κβαντικής αβεβαιότητας αποκλείει την ύπαρξη ενός τέτοιου δαίμονα ακόμη και στη θεωρία, και η πρόβλεψη της θέσης όλων των σωματιδίων στον κόσμο είναι θεμελιωδώς αδύνατη. Είναι όμως δυνατό σε πιο απλά ντετερμινιστικά συστήματα;
Πράγματι, αν γνωρίζουμε την κατάσταση του συστήματος και τους κανόνες με τους οποίους αλλάζουν, τι μας εμποδίζει να υπολογίσουμε την επόμενη κατάσταση; Το μόνο μας πρόβλημα μπορεί να είναι μια περιορισμένη ποσότητα μνήμης (μπορούμε να αποθηκεύσουμε αριθμούς με περιορισμένη ακρίβεια), αλλά όλοι οι υπολογισμοί στον κόσμο λειτουργούν με αυτόν τον τρόπο, επομένως αυτό δεν θα πρέπει να είναι πρόβλημα.
Όχι πραγματικά.
Το 1960, ο Edward Lorentz δημιούργησε ένα απλοποιημένο μοντέλο καιρού, αποτελούμενο από πολλές παραμέτρους (θερμοκρασία, ταχύτητα ανέμου, πίεση) και τους νόμους με τους οποίους προκύπτει η τρέχουσα κατάσταση από την τρέχουσα κατάσταση στο επόμενο χρονικό σημείο, που αντιπροσωπεύουν ένα σύνολο διαφορικών εξισώσεων .
dt = 0,001
x0 = 3,051522
y0 = 1,582542
z0 = 15,623880
xn+1 = xn + a(-xn + yn)dt
yn+1 = yn + (bxn - yn - znxn)dt
zn+1 = zn + (-czn + xnyn)dt
Υπολόγισε τις τιμές των παραμέτρων, τις εμφάνισε στην οθόνη και κατασκεύασε γραφήματα. Αποδείχθηκε κάτι σαν αυτό (γραφική παράσταση για μία μεταβλητή):
Μετά από αυτό, ο Lorentz αποφάσισε να ξαναφτιάξει το γράφημα, λαμβάνοντας κάποιο ενδιάμεσο σημείο. Είναι λογικό ότι το γράφημα θα ήταν ακριβώς το ίδιο, αφού η αρχική κατάσταση και οι κανόνες μετάβασης δεν έχουν αλλάξει με κανέναν τρόπο. Ωστόσο, όταν το έκανε, συνέβη κάτι απροσδόκητο. Στο παρακάτω γράφημα, η μπλε γραμμή αντιπροσωπεύει το νέο σύνολο παραμέτρων.
Δηλαδή, στην αρχή και τα δύο γραφήματα πλησιάζουν πολύ, δεν υπάρχουν σχεδόν διαφορές, αλλά μετά η νέα τροχιά απομακρύνεται όλο και περισσότερο από την παλιά, αρχίζοντας να συμπεριφέρεται διαφορετικά.
Όπως αποδείχθηκε, ο λόγος για το παράδοξο βρισκόταν στο γεγονός ότι στη μνήμη του υπολογιστή όλα τα δεδομένα αποθηκεύονταν με ακρίβεια έως και το έκτο δεκαδικό ψηφίο και εμφανίζονταν με ακρίβεια έως και το τρίτο. Δηλαδή, μια μικροσκοπική αλλαγή στην παράμετρο οδήγησε σε τεράστια διαφορά στις τροχιές του συστήματος.
Ήταν το πρώτο ντετερμινιστικό σύστημα που είχε αυτή την ιδιότητα. Ο Edward Lorenz του έδωσε το όνομα The Butterfly Effect.
Αυτό το παράδειγμα μας δείχνει ότι μερικές φορές γεγονότα που μας φαίνονται ασήμαντα καταλήγουν να έχουν τεράστιο αντίκτυπο στα αποτελέσματα. Η συμπεριφορά τέτοιων συστημάτων είναι αδύνατο να προβλεφθεί, αλλά δεν είναι χαοτικά με την αληθινή έννοια της λέξης, επειδή είναι ντετερμινιστικά.
Επιπλέον, οι τροχιές αυτού του συστήματος έχουν δομή. Στον τρισδιάστατο χώρο, το σύνολο όλων των τροχιών μοιάζει με αυτό:
Αυτό που είναι συμβολικό, μοιάζει με πεταλούδα.
εμφάνιση
Ο Thomas Schelling, ένας Αμερικανός οικονομολόγος, εξέτασε χάρτες της κατανομής των φυλετικών τάξεων σε διάφορες αμερικανικές πόλεις και παρατήρησε το ακόλουθο μοτίβο:
Αυτός είναι ένας χάρτης του Σικάγο, και εδώ τα μέρη όπου ζουν άνθρωποι διαφορετικών εθνικοτήτων εμφανίζονται με διαφορετικά χρώματα. Δηλαδή στο Σικάγο, όπως και σε άλλες πόλεις της Αμερικής, υπάρχει ένας αρκετά έντονος φυλετικός διαχωρισμός.
Τι συμπεράσματα μπορούμε να βγάλουμε από αυτό; Το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι: οι άνθρωποι είναι μισαλλόδοξοι, οι άνθρωποι δεν δέχονται και δεν θέλουν να ζήσουν με ανθρώπους που είναι διαφορετικοί από αυτούς. Είναι όμως;
Ο Thomas Schelling πρότεινε το ακόλουθο μοντέλο. Φανταστείτε μια πόλη με τη μορφή καρό πλατείας, στα κελιά ζουν άνθρωποι δύο χρωμάτων (κόκκινο και μπλε).
Τότε σχεδόν κάθε άτομο από αυτήν την πόλη έχει 8 γείτονες. Μοιάζει κάπως έτσι:
Επιπλέον, εάν ένα άτομο έχει λιγότερο από το 25% των γειτόνων του ίδιου χρώματος, τότε μετακομίζει τυχαία σε άλλο κελί. Και έτσι συνεχίζεται μέχρι να ικανοποιηθεί ο κάθε κάτοικος με τη θέση του. Οι κάτοικοι αυτής της πόλης δεν μπορούν να χαρακτηριστούν καθόλου μισαλλόδοξοι, γιατί χρειάζονται μόνο το 25% των ανθρώπων σαν αυτούς. Στον κόσμο μας θα ονομάζονταν άγιοι, πραγματικό παράδειγμα ανεκτικότητας.
Ωστόσο, αν ξεκινήσουμε τη διαδικασία της μετακόμισης, τότε από την τυχαία τοποθεσία των κατοίκων παραπάνω, θα έχουμε την εξής εικόνα:
Δηλαδή, έχουμε μια φυλετικά διαχωρισμένη πόλη. Αν, αντί για 25%, κάθε κάτοικος θέλει τουλάχιστον τους μισούς γείτονες σαν αυτόν, τότε θα έχουμε σχεδόν πλήρη διαχωρισμό.
Ταυτόχρονα, αυτό το μοντέλο δεν λαμβάνει υπόψη πράγματα όπως η παρουσία τοπικών ναών, καταστημάτων με εθνικά σκεύη και ούτω καθεξής, τα οποία επίσης αυξάνουν τον διαχωρισμό.
Έχουμε συνηθίσει να εξηγούμε τις ιδιότητες ενός συστήματος από τις ιδιότητες των στοιχείων του και το αντίστροφο. Ωστόσο, για πολύπλοκα συστήματα, αυτό μας οδηγεί συχνά σε λανθασμένα συμπεράσματα, επειδή, όπως είδαμε, η συμπεριφορά του συστήματος σε μικρο και μακροεπίπεδο μπορεί να είναι αντίθετη. Επομένως, συχνά κατεβαίνοντας στο μικρο επίπεδο, προσπαθούμε να κάνουμε το καλύτερο, αλλά αποδεικνύεται όπως πάντα.
Αυτή η ιδιότητα ενός συστήματος, όταν το σύνολο δεν μπορεί να εξηγηθεί από το άθροισμα των στοιχείων του, ονομάζεται ανάδυση.
Αυτοοργάνωση και προσαρμοστικά συστήματα
Ίσως η πιο ενδιαφέρουσα υποκατηγορία πολύπλοκων συστημάτων είναι τα προσαρμοστικά συστήματα ή συστήματα ικανά να αυτοοργάνωση.
Η αυτοοργάνωση σημαίνει ότι το σύστημα αλλάζει τη συμπεριφορά και την κατάστασή του, ανάλογα με τις αλλαγές στον εξωτερικό κόσμο, προσαρμόζεται στις αλλαγές, μεταμορφώνοντας συνεχώς τον εαυτό του. Τέτοια συστήματα παντού, σχεδόν κάθε κοινωνικο-οικονομικό ή βιολογικό, όπως ακριβώς η κοινότητα οποιουδήποτε προϊόντος, είναι παραδείγματα προσαρμοστικών συστημάτων.
Εδώ είναι ένα βίντεο με τα κουτάβια.
Στην αρχή, το σύστημα βρίσκεται σε χάος, αλλά όταν προστεθεί ένα εξωτερικό ερέθισμα, γίνεται πιο τακτοποιημένο και εμφανίζεται αρκετά ωραία συμπεριφορά.
Συμπεριφορά σμήνος μυρμηγκιών
Η συμπεριφορά αναζήτησης τροφής ενός σμήνους μυρμηγκιών είναι ένα τέλειο παράδειγμα ενός προσαρμοστικού συστήματος που βασίζεται σε απλούς κανόνες. Όταν ψάχνει για τροφή, κάθε μυρμήγκι περιπλανιέται τυχαία μέχρι να βρει τροφή. Έχοντας βρει τροφή, το έντομο επιστρέφει στο σπίτι, σηματοδοτώντας το μονοπάτι που έχει διανύσει με φερομόνες.
Ταυτόχρονα, η πιθανότητα επιλογής κατεύθυνσης κατά την περιπλάνηση είναι ανάλογη με την ποσότητα της φερομόνης (ισχύς οσμής) σε αυτό το μονοπάτι και με την πάροδο του χρόνου η φερομόνη εξατμίζεται.
Η αποτελεσματικότητα του σμήνους μυρμηγκιών είναι τόσο υψηλή που χρησιμοποιείται ένας παρόμοιος αλγόριθμος για την εύρεση της βέλτιστης διαδρομής σε γραφήματα σε πραγματικό χρόνο.
Ταυτόχρονα, η συμπεριφορά του συστήματος περιγράφεται με απλούς κανόνες, καθένας από τους οποίους είναι κρίσιμος. Έτσι, η τυχαιότητα της περιπλάνησης επιτρέπει την εύρεση νέων πηγών τροφής και η εξάτμιση της φερομόνης και η ελκυστικότητα της διαδρομής, ανάλογα με την ένταση της μυρωδιάς, σας επιτρέπει να βελτιστοποιήσετε το μήκος της διαδρομής (σε μια σύντομη διαδρομή, η φερομόνη θα εξατμιστεί πιο αργά, αφού τα νέα μυρμήγκια θα προσθέσουν τη φερομόνη τους).
Η προσαρμοστική συμπεριφορά βρίσκεται πάντα κάπου ανάμεσα στο χάος και την τάξη. Εάν υπάρχει πολύ χάος, τότε το σύστημα αντιδρά σε οποιαδήποτε, έστω και ασήμαντη, αλλαγή και δεν μπορεί να προσαρμοστεί. Αν υπάρχει πολύ λίγο χάος, τότε παρατηρείται στασιμότητα στη συμπεριφορά του συστήματος.
Έχω δει αυτό το φαινόμενο σε πολλές ομάδες όπου οι σαφείς περιγραφές θέσεων εργασίας και οι αυστηρά ρυθμισμένες διαδικασίες κάνουν την ομάδα χωρίς δόντια και κάθε εξωτερικός θόρυβος την αναστατώνει. Από την άλλη πλευρά, η έλλειψη διαδικασιών οδήγησε στο γεγονός ότι η ομάδα ενήργησε ασυνείδητα, δεν συσσώρευσε γνώσεις και επομένως όλες οι μη συγχρονισμένες προσπάθειές της δεν οδήγησαν σε αποτέλεσμα. Επομένως, η κατασκευή ενός τέτοιου συστήματος, και αυτό είναι το καθήκον των περισσότερων επαγγελματιών σε κάθε δυναμικό τομέα, είναι ένα είδος τέχνης.
Προκειμένου το σύστημα να είναι ικανό για προσαρμοστική συμπεριφορά, είναι απαραίτητο (αλλά όχι αρκετό):
- ειλικρίνεια. Ένα κλειστό σύστημα δεν μπορεί να προσαρμοστεί εξ ορισμού γιατί δεν γνωρίζει τίποτα για τον έξω κόσμο.
- Παρουσία θετικών και αρνητικών ανατροφοδοτήσεων. Οι αρνητικές ανατροφοδοτήσεις διατηρούν το σύστημα σε ευνοϊκή κατάσταση καθώς μειώνουν την απόκριση στον εξωτερικό θόρυβο. Ωστόσο, η προσαρμογή είναι επίσης αδύνατη χωρίς θετικές ανατροφοδοτήσεις που βοηθούν το σύστημα να μεταβεί σε μια νέα, καλύτερη κατάσταση. Όταν πρόκειται για οργανισμούς, οι διαδικασίες είναι υπεύθυνες για αρνητικά σχόλια, ενώ τα νέα έργα είναι υπεύθυνα για θετικά σχόλια.
- Ποικιλία στοιχείων και σχέσεις μεταξύ τους. Εμπειρικά, η αύξηση της ποικιλίας των στοιχείων και του αριθμού των συνδέσεων αυξάνει την ποσότητα του χάους στο σύστημα, επομένως κάθε προσαρμοστικό σύστημα πρέπει να έχει την απαραίτητη ποσότητα και των δύο. Η ποικιλομορφία επιτρέπει επίσης μια πιο ομαλή απόκριση στην αλλαγή.
Τέλος, θα ήθελα να δώσω ένα παράδειγμα μοντέλου που τονίζει την ανάγκη για ποικιλία στοιχείων.
Είναι πολύ σημαντικό για μια αποικία μελισσών να διατηρεί σταθερή θερμοκρασία στην κυψέλη. Επιπλέον, εάν η θερμοκρασία της κυψέλης πέσει κάτω από την επιθυμητή για μια δεδομένη μέλισσα, αρχίζει να χτυπά τα φτερά της για να ζεστάνει την κυψέλη. Οι μέλισσες δεν έχουν συντονισμό και η επιθυμητή θερμοκρασία είναι ενσωματωμένη στο DNA της μέλισσας.
Εάν όλες οι μέλισσες έχουν την ίδια επιθυμητή θερμοκρασία, τότε όταν πέσει κάτω, όλες οι μέλισσες θα αρχίσουν να χτυπούν τα φτερά τους ταυτόχρονα, θα ζεστάνουν γρήγορα την κυψέλη και στη συνέχεια θα κρυώσει επίσης γρήγορα. Το γράφημα θερμοκρασίας θα μοιάζει με αυτό:
Και εδώ είναι ένα άλλο γράφημα όπου η επιθυμητή θερμοκρασία για κάθε μέλισσα δημιουργείται τυχαία.
Η θερμοκρασία της κυψέλης διατηρείται σε σταθερά επίπεδα, γιατί οι μέλισσες συνδέονται με τη θέρμανση της κυψέλης με τη σειρά τους, ξεκινώντας από την πιο «παγωμένη».
Αυτό είναι όλο, τέλος, θέλω να επαναλάβω μερικές από τις ιδέες που συζητήθηκαν παραπάνω:
- Μερικές φορές τα πράγματα δεν είναι ακριβώς όπως φαίνονται.
- Τα αρνητικά σχόλια σας βοηθούν να παραμείνετε σταθεροί, τα θετικά σχόλια σας βοηθούν να προχωρήσετε.
- Μερικές φορές, για να το βελτιώσετε, πρέπει να προσθέσετε χάος.
- Μερικές φορές απλοί κανόνες αρκούν για πολύπλοκη συμπεριφορά.
- Εκτιμήστε την ποικιλία, ακόμα κι αν δεν είστε μέλισσα.
Ο θείος Βάνια η πλοκή του έργου. «Θείος Ιβάν. Στάση απέναντι στον καθηγητή των άλλων
Ο μικρός Τσάχης, με το παρατσούκλι Zinnober
Maikov, Apollon Nikolaevich - σύντομη βιογραφία