Общие принципы организации и динамики систем

После знакомства с особенностями формализованного описания рассматриваемых сложных объектов ознакомимся с наиболее общими принципами их организации и динамики, логично вытекающими из приведенных выше рассуждений. А потребуются они для более глубокого уяснения и практического использования излагаемых в книге методов исследования и совершенствования сложных человекомашинных систем.

К основным принципам организации подобных систем можно отнести следующие исходные руководящие положения.

1. В природе все взаимосвязано, поэтому каждый предмет можно считать частью какой-то системы и длительное существование первого невозможно без его соответствия второй.

2. Любая система выступает как триединство цели, функции и структуры; при этом функция порождает систему, структура же интерпретирует ее функцию, а иногда – и цель.

3. Система (целое) – больше чем сумма образующих ее частей (компонентов и элементов), поскольку обладает эмерджентным (неаддитивным) свойством, отсутствующим у частей либо не выводимым из их свойств без остатка.

4. Система не сводится к сумме своих компонентов и элементов, а любое ее механическое расчленение на отдельные части (редукционизм) неизбежно сопровождается утратой ее существенных свойств.

5. Система предопределяет природу своих частей; появление в системе инородных тел завершается их отторжением, перерождением или гибелью самой системы.

6. Все компоненты и элементы системы взаимосвязаны и взаимозависимы; воздействие на одну часть системы всегда сопровождается реакцией со стороны других частей.

7. Система и ее части не познаваемы вне своего окружения, которое целесообразно делить на ближнее и дальнее; при этом связи внутри системы и с ее ближним окружением более существенны, чем связи с дальним окружением.

Проиллюстрируем каждый изложенный принцип следующими примерами.

1. Практически все реальные системы являются открытыми, поэтому и существовать они могут, лишь обмениваясь с окружением энергией, веществом и информацией. Так как такой обмен оказывает влияние на любой подобный объект, то сохраниться он может только при адекватности соответствующих потоков, а значит, свойств окружения и самого объекта.

2. Даже внешний вид некоторых систем может свидетельствовать об их основном предназначении. В частности, нетрудно догадаться о том, что топор призван расчленять крупные предметы; при этом держать его следует за рукоятку, острой частью нужно рубить, а тупой – дробить. Несколько сложнее, но можно понять и различие в целевых (системообразующих) функциях женщины и мужчины (если, конечно, они молодого возраста, а их тела имеют классическую форму и не искажены верхней одеждой).

3. Смысл данного принципа лучше всего характеризует следующее высказывание: "Самолет – это такая совокупность элементов, каждый из которых по своей природе стремится упасть на землю, но за счет совместных непрерывных усилий они преодолевают эту тенденцию". Тогда как Эмерджентность наиболее ярко проявляется при получении информации органами чувств человека: если глазами ее воспринимается примерно 65%, а ушами 15%, то вместе – не 80, а чуть ли не 95%. А вот потребность в новых возможностях объединяет людей в малые группы и большие сообщества: в семью – для полноценного воспитания детей; в бригаду – для более производительной работы; в партию – для прихода к власти.

4. Действительно, расчленение человека или автомобиля на отдельные компоненты неизбежно приведет к смерти первого и невозможности самостоятельного движения второго. Нечто похожее проявляется также, когда такую системную категорию, как рассматриваемая здесь "производственно-экологическая безопасность" вначале пытаются разделить на совокупность "частных безопасностей", а затем и автономно их обеспечивать.

5. Об этом – следующие две пословицы: а) "Каков поп, таков и приход"; б) "Яблоко от яблони далеко не укатится" и такой, например, вывод: "Не ищи в дурной компании порядочного человека, а в насквозь коррумпированном правительстве – честного чиновника". Ведь и там и здесь они представляют угрозу, отличаясь от всех остальных, а потому от них рано или поздно либо избавятся, либо каким-то образом "замажут" и сделают такими же как другие.

6. Благодаря этому принципу системы экономно расходуют свой ресурс и повышают собственную живучесть. Ведь не секрет, что люди, допустим, с ослабленным зрением, как правило, лучше слышат, а лишенные каких-либо талантов обладают более терпимым характером. Так же как справедлив и следующий тезис: "Сила есть – ума не надо".

7. Начальная часть этого принципа подтверждается так называемой теоремой о неполноте К. Геделя, утверждающей о невозможности вывода всех истинных теорем о системе, оставаясь в ее пределах, т.е. без обращения к внешнему дополнению; а оставшаяся часть не нуждается в комментариях в силу очевидности.

Вторая группа общих принципов рассматриваемых здесь сложных объектов характеризует уже базовые закономерности их динамики (изменения во времени), а также задачи соответствующего исследования. При этом к основным принципам системной динамики могут быть отнесены следующие руководящие положения.

1. Поведение системы является следствием взаимодействия всех ее существенных частей и связей как между ними, так и с окружающей систему средой.

2. Определяющее влияние на функционирование системы оказывают те звенья ее морфологии, которые включают в себя обратные связи.

3. Состояние и обобщенная структура системы служат причиной, а не результатом происходящих в ней изменений.

4. Проблемы создаются преимущественно внутри самой системы, а не в ее окружении.

5. Изучить сложную систему – значит установить наиболее существенные отношения между ее элементами и окружающей их средой.

6. При исследовании системы важнее разобраться со структурой, чем пытаться прогнозировать все ее существенные характеристики.

7. Цель изучения сложной системы – анализ действенности различных стратегий улучшения, а не точный количественный прогноз ее интегральных выходных характеристик.

Как и в предыдущем случае, кратко прокомментируем группу только что изложенных принципов. Сделаем это последовательно, но не с каждым из них, а поделив все рассмотренные руководящие положения на три неравные подгруппы. При этом группа А будет включать принципы № 1–3, группа Б – только № 4, группа В – все остальные.

А. Из принципов следует, что поведение любой системы зависит не столько от характера каких-либо воздействий на нее, сколько от самого такого объекта. Тем более если он соизмерим по своей сложности с человеком. Ведь не зря же говорят о последнем – "он имеет ровно то, что заслуживает", да и "к нам относятся так, как мы позволяем".

Б. Конструктивнее начинать поиск причин наших неурядиц в самих себе, а не в других людях или в несовершенстве власти. Актуальность же данного принципа обусловлена психологическими особенностями восприятия подобных ситуаций. Например, когда у человека все ладится, он расценивает это как собственную заслугу; если же нет, то он начинает пытаться обвинить в этом других, а иногда – и всю систему, например "эту страну".

В. Количественный анализ процесса функционирования сложных систем чрезвычайно трудоемок: надо выявить не только их состав, структуру, морфологию и функциональную среду, но также определиться с системообразующими свойствами и параметрами основных компонентов. Так как возможные при этом ошибки снижают достоверность точечных количественных прогнозов, то основные усилия должны направляться на оценку величины относительного изменения соответствующих показателей в ответ на варьирование входящих в них параметров, что – точнее.

Рис. 4.2. Предметная область принципов организации и динамики систем

Сфера применимости изложенных выше принципов организации и динамики систем пояснена с помощью соответствующих вопросов, показанных на рис. 4.2 слева и справа соответственно.

На этом завершим знакомство с принципами системологии, знание которых пригодится в профессиональной и повседневной работе специалистов по техносферной безопасности.