Общая теория систем: задачи и методы построения.
Постановка широкого круга системных задач в специальных научных дисциплинах вполне естественно привела к идее обобщенного рассмотрения системного подхода в науке середины XX в. Эту идею в целом можно рассматривать как объективное продолжение намеченной марксизмом линии анализа сложных объектов — систем и структур. Теперь эта линия все чаще принимает характер движения, направленного на построение более или менее строгих общенаучных концепций, формулирующих принципы строения системных объектов, — различных вариантов общей теории систем.
Первый развернутый вариант «общей теории систем» был сформулирован Л. фон Берталанфи вскоре после второй мировой войны . Основная задача этой концепции состояла в том, чтобы, опираясь на понимание системы как комплекса взаимосвязанных компонентов, найти совокупность законов, объясняющих поведение, функционирование и развитие систем разных классов, общая теория систем, по мнению Л. фон Берталанфи, способна вывести науку из тупика механистического мировоззрения, согласно которому любое сложное явление может быть описано действием физических (механических) законов, управляющих поведением его составных частей; результаты этой теории оказывают существенную помощь в построении концептуальных основ нефизических наук; она способствует разрешению проблемы единства научного знания, над которой в XX в. безуспешно билась, например, школа логического позитивизма.
«Общая теория систем» Л. фон Берталанфи достаточно подробно проанализирована в нашей философской литературе. Отсылая читателя к соответствующим публикациям, мы здесь хотели бы отметить лишь то, что концепция Л. фон Берталанфи появилась и развивалась в весьма благоприятной для постановки системных идей обстановке: все шире проникали в современную науку конкретные методы исследования разнообразных объектов как систем, именно в этот период возник ряд теоретических концепций (например, кибернетика и связанный с ней цикл научных дисциплин), объективно имеющих дело с анализом систем разной сложности и разнообразной природы. Вполне естественно, что вскоре после своего формулирования теория Л. фон Берталанфи оказалась тесно связанной с этими дисциплинами, установилось их плодотворное научное воздействие друг на друга, что создало благоприятную атмосферу для быстрого роста разнообразных вариантов общесистемного подхода. Для понимания современного состояния исследований в этой области мы должны прежде всего исходить из факта наличия множества подходов к построению теории систем. Проведение классификации, установление типологии таких подходов — необходимый компонент решения вопроса о задачах и перспективах развития теории систем и системного подхода.
По мнению Л. Заде, профессора Калифорнийского университета, в последние годы интенсивно работающего над построением теории систем, отличительной чертой общей теории систем является ее «всеобщность и абстрактность, то, что она математически рассматривает свойства систем, а не их физическую форму. В силу этого важнейшая задача теории систем состоит в установлении математических соотношений между переменными, описывающими поведение системы. Л. Заде не дает строгого определения понятия однако из многочисленных примеров, которые приводит для иллюстрации этого понятия, можно заключить, что для него система — это совокупность объектов, связанных некоторой формой взаимодействия или взаимозависимости. Именно такими свойствами обладают, например, несколько взаимодействующих частиц, общество, комплекс взаимосвязанных отраслей производства, электрическая цепь, электронно-вычислительная машина и т. д.
В качестве первооткрывателя теории систем Л. Заде называет Норберта Винера, который хотя «сам не занимался теорией систем, как таковой, и не применял термина «теория систем»», однако ввел ряд понятий и создал несколько теорий, «которые, взятые вместе, составляют основу современной теории систем». Что же касается общей теории систем» Л. Берталанфи, то Л. Заде, отмечая заслугу Л. Берталанфи в пропаганде теории систем, считает, что его исследования направлены в основном на решение проблем, возникающих при изучении биологических систем; по его мнению, эта работа является «более эмпирической и качественной, чем работы ученых, получивших подготовку по точным наукам и в настоящее время работающих в области теории систем.
Специфическим моментом в исследовании Л. Заде проблем общей теории систем является проводимый им тщательный анализ понятия состояния. С помощью этого понятия он стремится решить самую принципиальную, по его мнению, задачу теории систем, а именно поиск средств описания систем, т. е. представление в математической форме связи между входным воздействием и выходным сигналом, а также поиск средств перехода от одной формы представления к другой. Другой достаточно разработанный к настоящему времени вариант общей теории систем предложен в работах М. Месаровича — профессора Западного Кейсовского технологического университета и директора Центра системных исследований при этом университете. Необходимость построения обшей теории систем Месарович усматривает в том, что такая теория, во-первых, могла бы служить фундаментом для остальных, более узких теорий и, во-вторых, она способна преодолеть рамки специализации и позволит создавать системы, включающие людей, вычислительную технику и исполнительные механизмы. Месарович выдвигает следующие два основных требования, которым должна удовлетворять создаваемая им теория: 1) она «должна быть настолько обшей, чтобы ей удалось охватить все различные уже существующие конкретные теории»; 2) она «должна иметь научный характер в том смысле, что ее понятия и ее язык в соответствующем контексте должны быть однозначно определены». Исходя из этих требований, Месарович строит определение абстрактной системы, в предложенном им формализме различает открытые и замкнутые системы, исследует структуру системы, ее свойства и поведение и т. д. Особого внимания заслуживает четко проводимое им различение между двумя аспектами изучения систем: терминальным (система изучается как бы извне, ее поведение рассматривается как некоторое отображение одного подмножества термов в другое) и целенаправленным (известны некоторые инвариантные аспекты поведения системы, отражающие ее цель). Исследования по формализации целенаправленного поведения систем — несомненная заслуга Месаровича в разработке проблем общей теории систем. Большой объем класса целенаправленных систем (в него входят биологические, психологические, социальные системы, а также системы типа «человек—машина») и чрезвычайная сложность их поведения делают разработку названного раздела общей теории систем весьма актуальной.
Из других вариантов общесистемного подхода, разрабатываемых в последнее время, упомянем еще концепцию О. Ланге, изложенную в его книге «Целое и развитие в свете кибернетики».
Специфическим для концепции Ланге является использование трех языков и соответственно трех типов моделей: интуитивно-содержательной, кибернетической и математической. В рамках первой из этих моделей выражено интуитивное представление поведения систем, существенное положения которого сводятся к следующему: 1) система понимается как материальный объект, состоящий из элементов, связанных между собой цепью причинно-следственных отношений; 2) утверждается наличие у таких систем целостных свойств, невыводимых и несводимых к характеристикам составляющих их частей; 3) существование целостных свойств систем связывается с диалектической природой процесса развития, состоящей в возникновении и разрешении противоречий; 4) индивидуальные целостные системы в процессе своего развития .превращаются в более сложные системы — целые «более высокого порядка».
Свою основную задачу Ланге видит в описании настрогом языке указанных содержательных положений,что, по его мнению, должно привести к их необходимому уточнению. Для этой цели он использует кибернетические и математические языки и модели. К первым, в частности, относятся понятия «относительно обособленнаясистема», «относительно обособленный элемент», «обратная связь», «вход и выход Элемента» и т. д. Математическую модель Ланге строит на основе аппарата абстрактной алгебры .
Многие подходы к построению общесистемных концепций прямо начинаются с критики ряда исходных установок Берталанфи. Так, например, У. Росс Эшби противопоставляет свой подход к исследованию целостных , систем методу Берталанфи, являющемуся в своей основе эмпирическим, — последовательное рассмотрение имеющихся в мире различных систем: зоологических, физиологических и т. д. По Эшби, надо начинать с другого конца — со «всех мыслимых систем» и потом сокращать это множество до более рациональных пределов . Аналогично рассуждает (об этом говорилось ранее) и Л. Заде.
Для большинства общесистемных концепций, предложенных в последнее время, характерно сохранение первоначальных задач «общей теории систем» так, как они были сформулированы Л. Берталанфи. Произошли лишь вполне естественные уточнения, а иногда и расширения постановок исходных задач (включение в общую теорию систем проблем системотехники, акцентирование внимания на целенаправленном поведении систем и т. д.). Вместе с тем существенно расширилось понимание конкретных областей объектов, для описания которых строятся обобщенные (в той или иной степени) системные концепции. Так, теперь наряду с биологическими и, более широко, поведенческими объектами — исключительной областью интересов «общей теории систем» Берталанфи — анализу подвергаются объекты физической природы, различного ряда формальные системы (М. Месарович), современные тёхнические системы управления (Ст. Бир, многие теоретики системотехники) и т. д. Идеи теории систем начинают использовать для построёния прогнозов развития науки и техники; согласно Г. Н. Поварову, системная сложность организационных форм материального производства и системная сложность науки и техники равны по своему порядку на каждой стадии развития общества, системная сложность организационных форм научно-технического производства на порядок ниже сложности первых, а всего экономического механизма общества на порядок выше.
Важные изменения произошли и в аппарате исследования, используемом различными вариантами системного анализа. Кроме систем дифференциальных уравнений теперь для построения общей теории систем используются абстрактная алгебра (О. Ланге), языки теории множеств и математической логики (М. Месарович,А. Й. Уемов и др.), методы исследования операций (Р. Акоф и др.) и т. д,
Наконец, современный этап развития, концепций системного исследования характеризуется глубокой дифференциацией подходов к построению системного анализа. Наряду с продолжающимися попытками создания достаточно обобщенных системных теорий появилось множество работ, посвященных системным аспектам отдельных научных дисциплин, а также исследования по логико-методологическим проблемам теории систем. К последним можно отнести логический анализ понятия связи (А. А. Зиновьев, Г. П. Щедровйцкий) попытки строгого определения понятия системы (М. Месарович, Д. Эллис и Ф. Людвиг, А. И. Уемов и др.), анализ понятия структуры (Н. Ф. Овчинников) и т. д.
В создавшейся ситуации, не претендуя на исчерпывающую полноту и завершенность, можно предложить, на наш взгляд, следующую классификацию имеющихся к настоящему времени основных подходов к построению теории систем.
1) Исходный вариант «общей теории систем» Л. фон Берталанфи, идеи которого разделяют К. Боулдинг, А. Рапопорт и другие и для которого характерны явно выраженный интерес к общемировоззренческим и методологическим аспектам теории систем, ориентация на биологию, принцип изоморфизма законов, положенный в основание концепции, и использование весьма ограниченного математического аппарата. В 60-е годы фон Берталанфи сформулировал идею «общей теории систем» в широком смысле, благодаря чему его концепция, став чрезвычайно абстрактной, в значительной степени утеряла единство и определенность.
2) Общесистемные концепции М. Месаровича, Л, Заде, У. Росс Эшби, О.Ланге и других, ориентированные, как ;правило, на сравнительно узкие классы системных объектов — технические, абстрактно-математические, иногда биологические системы — с гораздо меньшим вниманием к общеметодологической проблематике. Относительная простота исследуемых объектов, более узкая сфера анализа позволили авторам этих концепций построить в ряде случаев интересные математические модели.
3) Теоретическое осознание задач системотехники — теории и методологии конструирования больших систем управления — привело к формулированию так называемого системного подхода (Г. Гуд, Р. Макол, А. Холл и др.), в рамках которого системная проблематика носит практический, инженерный характер, что стимулирует построение моделей анализа и синтеза различных компонентов больших систем.
4) В работах Р. Акофа и других системные идеи выступают в виде «системного исследования» или «системной науки». Эта версия общей теории систем базируется на аппарате и методах исследования операций, подчеркивает конструктивный характер системного анализа и его направленность на исследование не результатов науки, а научной деятельности.
5) Исследования по собственно логико-методологическим аспектам теории систем, направленные главным образом на построение особых языков системно-структурного анализа и описание форм и компонентов деятельности по исследованию систем и структур .
6) Теоретические обобщения применения идей системно-структурных исследований в отдельных научных дисциплинах. Характерными примерами подобного типа работ могут служить исследования К. М. Хайлова по теоретической биологии , Ст. Бира по проблемам больших технических систем управления, Ж. Пиаже по системам логических и психологических операций, по проблемам логики целостностей .
Таким образом, к настоящему времени на почве весьма заманчивого проекта Л. фон Берталанфи пышно произросли разнообразные и даже в известной мере взаимно противоречивые версии системно-структурной науки. Сегодня мы не можем говорить о единой теории систем. Многообразие сформулированных подходов заставляет нас вновь обратиться к основаниям системно-структурных представлений для того, чтобы уточнить цели этого научного движения, найти его основные подразделения и определить условия дальнейшёго развития.
Основные направления системных исследований.Все попытки построения общей теории систем, как это следует из предшествующего изложения, более или менее явно опираются на убеждение, что определенный класс объектов современной науки может быть адекватно исследован лишь на основе реализации системного подхода. Однако то содержание, которое стоит за понятием системного подхода, оказывается существенно различным в разных концепциях. Обычно исследователи при построении различных вариантов общей теории систем в исходном пункте опираются на один из моментов, специфических для системного подхода, и именно этому моменту подчиняют весь анализ. Например, для исследований Л. фон Берталанфи в области биологии характерно выдвижение на первый план свойств эквифинальности систем. Тем самым подчеркивается особое значение целостных характеристик в системном исследовании и неприменимость к анализу систем (типа биологических) принципов однозначной детерминации. По сути дела за этим стоит осознание недостаточности одних лишь причинно-следственных связей в качестве средства реализации системного подхода. В работах У. Росс Эшби акцент делается на особой природе взаимоотношения системы с ее окружением (отсюда, в частности, возникла идея гомеостазиса) и на проблеме поиска средств эффёктивного исследования множества связёй в системе (в частности, настойчиво проводимая им в целом ряде работ идея упрощения систем).
Фактически почти каждый исследователь вкладывает в понятие системного подхода свое особое содержание. Единственное, в чем сходятся все, — это признание сложности в качестве существенной характеристики системных объектов, но сама сложность раскрывается опять-таки по-разному. В результате понятия «система» и «системный подход» в целом толкуются столь широко и неопределенно, что специфика системных исследований, как правило, четко не выявляется.
Учитывая реальную историю развития системных идей в последние 20—30 лет и, с другой стороны, опираясь на сформулированные в первом разделе статьи общие черты системного подхода, всю сферу системных исследований представляется возможным разделить на ряд областей со своими задачами, методами, аппаратом и тем самым внести определенную упорядоченность в это многообразное целое. Такими областями, с нашей точки зрения, должны выступать:
А) Формирование специфически системной картины мира, общей системной теории. По своим задачам эта область исследований находится на стыке общенаучных и философских разработок и предполагает прежде всего выявление категориального аппарата, адекватного системному направлению научного познания и отличающего это последнее от других форм научного исследования. Переход к исследованию различных типов и классов систем—далеко не рядовое событие в истории познания. Уже сейчас можно говорить о том, что он принес с собой существенные изменения в понимании как исследуемой реальности, так и гносеологических средств ее постижения. Однако до сих пор пока не удалось систематически описать все эти изменения. По-видимому, для этого кроме всего прочего требуется разработка некоторых новых форм философско-гносеологического анализа. Решение этой задачи можно рассматривать как одну из главных целей общей системной теории. Анализ уже построенных вариантов общей теории систем свидетельствует о том, что подобное решение будет, вероятно, найдено на пути, с одной стороны, развития философских и общенаучных исследований природы и специфики системного подхода, т. е. формирования в собственном смысле системной картины мира, и, с другой стороны, построения ряда (не одного) взаимосвязанных, «накладывающихся» друг на друга вариантов общей теории систем, сформулированных в строгих (формализованных) языках и охватывающих различным образом обобщенные сферы системного исследования. При этом первый из этих путей должён,несомненно, опираться на результаты второго, а второй в свою очёредь должен использовать достижения первого.
Б) Разработка логики и методологий системного исследования. В существующих на сегодня вариантах общей теории систем эта сторона дела, как правило, явным образом не фиксируется. В лучшем случае можно встретить лишь вскользь сделанные замечания о необходимости новой стратегии исследования (У. Росс Эшби). Между тем важность построения логики и методологии системного исследования представляется исключительной. В определенном смысле здесь лежит ключ всех дальнейших успехов системной науки. Как показывает анализ системных исследований, основная из этих трудностей связана с нахождением адекватных понятийных средств представления исследуемых объектов как систем. Если же такие средства удается найти, то последующая выработка технических средств исследования (соответствующих математических и вообще формальных аппаратов) оказывается хотя и сложной, но вполне разрешимой задачей.
К сожалению, успехи в этом направлении построения системной науки к настоящему времени более чем скромны. Вместе с тем построенные современной формальной логикой исчисления высказываний, классов и отношений предназначены для описания объектов значительно более простой природы, нежели системные объекты, и не могут выступать в качестве средств логико-системного анализа. В подтверждение этого достаточно сослаться на серьезнейшие трудности в логической формализации связи, не говоря уже о системах связей.
Таким образом, отсутствие специально построенной логики и методологии системного исследования приводит к тому, что исследователи, решая новые по своему типу задачи, вынуждены пользоваться старыми, для иных задач построенными логическими средствами. Это приводит не только к аморфности в понимании существа и специфики системного подхода, но и непосредственно отражается на эффективности исследований.
Если попытаться определить место логики и методологий системного исследования в общем русле системных разработок, то в известном смысле ее можно охарактеризовать как соответствующую метанаучную дисциплину, надстраивающуюся над множеством конкретных системных разработок и системных концепций обобщающего характера. Основные задачи этой дисциплины представляются в следующем виде
— построение понятийных средств — систем понятий, моделей особого типа и т. д. — для представления (изображения) системной природы соответствующих объектов;
— разработка аппарата описания важнейших характеристик системных объектов — связей (включая их типологию), систем связей, взаимоотношения системы и среды, иерархического строения систем, включая проблему управления, и т. д.;
— построение формализованных систем для описания системных объектов, включая разработку специфических правил вывода и т. д.
В) Осуществление специально-научных системных разработок, построение частных системных концепций и теорий применительно к тем или иным областям научного и технического знания. Эта сфера системного исследования является наиболее обширной, и все остальные области системной науки в конечном счете предназначены именно для ее обслуживания. Следует особо подчеркнуть две важные особенности данной области системного исследования: с одной стороны, здесь наиболее оперативно создаются и широко внедряются в научную практику конкретные методы и приемы системного анализа и именно в этой области получены наиболее важные результаты системного исследования, но с другой стороны, тесное переплетение в современной научно-исследовательской деятельности разных методов и принципов анализа и отсутствие необходимого логико-методологического их осмысления приводят к тому, что в этой области системный подход трактуется крайне широко и неопределенно. В значительной степени это объясняется тем, что логико-методологические средства анализа выделяются здесь каждым исследователем, как правило, интуитивно и потому оказываются весьма разнородными, затрудняющими сравнение результатов, полученных в разных исследованиях.
Г) Построение общей теории систем. Следует заметить, что сам этот термин иногда получает в литературе неверное истолкование, при котором слово «общая» понимается как «всеобщая» и соответственно задача построения общей теории систем трактуется как попытка создать универсальную теорию, применимую во всех случаях, когда речь идет о системах. На самом же деле реальный смысл общей теории систем состоит не в ее мнимой универсальности, а в том, что она выступает как некоторая обобщенная концепция теории систем, причем обобщенная применительно к определенным классам задач, теорий, принципам описания тех или иных типов систем и т. п.
Современные теоретико-системные концепции, как правило, ориентируются на исследование строго определенных классов системных объектов — абстрактно-математических, биологических, технических. Для них характерно стремление к обобщенному анализу прежде всего логико-методологического инструментария системных исследований (методов и средств таких исследований, специфических типов познавательной ситуации, методов использования моделей из одной области науки в другой и т. д.). В качестве аппарата исследований, ведущихся в плане разработки общей теории систем, используются в основном языки наиболее абстрактных разделов математики (теории множеств, абстрактной алгебры), формализмы логики и средства методологического анализа.
Вполне естественно, что названные нами четыре основные области системных исследований тесно взаимосвязаны. Между ними существует легко ощутимая общность некоторых важных конкретных задач и проблем. Скажем, задача построения специфических средств системного исследования должна решаться одновременно как в первой, так и во второй областях. В этой связи не стоит, конечно, забывать об относительности и условности всякой схематизации.
Вместе с тем такого рода членение сферы современных системных исследований не только оправдано, но и необходимо. С одной стороны, оно позволяет различить разные по типу задачи системного анализа и определить субординацию областей, в которых решаются эти задачи. С другой стороны, оно способствует уточнению самого понятия системного подхода и возможностей построения общей теории систем как достаточно широкой и вместе с тем эффективной концепции. В этом последнем смысле практика развития системных исследований указывает на три узловые проблемы.
Это, во-первых, необходимость ограничения класса системных объектов, который сейчас представляется слишком широким и лишенным определенности. По-видимому, системный подход является адекватным исследовательским подходом при исследовании не любых объектов, произвольно называемых системами, а лишь таких объектов, которые представляют собой органичные целые. Опираясь на признак органичной целостностей; (о нем еще пойдет речь) как на системообразующее качество, можно выработать эффективный критерий для отнесения тех или иных объектов к классу систем, а соответствующих исследований — к разряду системных. С современной точки зрения в этот класс попадают биологические, психологические, социальные и сложные технические системы.
Второй узловой проблемой является, на наш взгляд, выявление специфических задач и трудностей, с которыми связана реализация системного подхода в настоящее время. Иными словами, речь идет о детальном изложении и анализе той специфической проблематики, которая возникает при исследовании указанного класса систем. В общем виде эта проблематика была охарактеризована нами в первом разделе при освещении основных черт системного подхода.
Наконец, третий момент состоит в том, что сейчас назрела настоятельная необходимость в осуществлении исторического подхода к системным исследованиям — выявления историко-научных предпосылок формирования системного подхода в современной науке. Этот аспект крайне важен не только для понимания специфики становления системного подхода, как такового, но и для разработки его логико-методологических средств и понятий.
Логико-методологический анализ основных понятий системного подхода.Общее число понятий, специфических для системных исследований, чрезвычайно многообразно. Поэтому мы ограничимся лишь наиболее важными, с нашей точки зрения, понятиями и рассмотрим их в контексте тех задач, в которых они наиболее употребительны.
Среди всего многообразия системных исследований чисто условно можно было бы выделить те, которые направлены на описание строения системных объектов. Такие исследования опираются на соответствующую совокупность понятий, в числе которых на первое место должны быть поставлены понятия системы и структуры как ключевые во всем комплексе системных исследований.
Неоднократные попытки установить некоторые «стандартные» значения этих понятий пока не привели к успеху. Так, например, на состоявшихся сравнительно недавно двух международных симпозиумах, посвященных понятию «структура», — на специальном семинаре «Международного центра синтеза» в апреле 1956 г. и на симпозиуме, проведенном ЮНЕСКО в январе 1959 г., — нс только не удалось определить «наиболее адекватные» значения этого термина, но еще более очевидными стали сложности решения задачи систематизации значений понятия «структура».
Аналогичное положение и с понятием «система». Поиски общего определения этого понятия требуют развернутых представлений о разных типах системных объектов, а между тем в настоящее время такие представления далеко не полны. Учитывая глубокие содержательные различия между такими системами, как, например, биоценоз и искусственный язык, для современного этапа системных исследований вряд ли можно считать эффективным путь экспликации содержания понятия «система», основанный на попытках выделения общих характеристик этого содержания в различных конкретных случаях. По-видимому, более перспективным является содержательное рассмотрение многообразия значений этого понятия. Тогда в качестве отправного пункта можно было бы взять понимание системы как целостного множества взаимосвязанных элементов и пойти по пути типологического анализа таких множеств. Это позволяет получить семейство значений понятия «система», причем все существенные признаки систем будут выделены только совокупностью значений в целом, а по крайней мере некоторые из значений будут характеризовать лишь определенные виды систем. Очень важно, чтобы содержательно-интуитивный анализ дополнялся при этом формальными
построениями, строго описывающими хотя бы некоторые особенности систем.
Если двигаться таким образом, то в качестве исходного пункта выступает множество элементов, на природу которых не накладывается никаких ограничений и которые рассматриваются, при данном способе подхода, как далее неделимые единицы анализа. Очевидно, что при иных целях и способах исследования тот же объект может быть подвергнут иному расчленению, и мы получим другие элементы в рамках системы другого уровня. Иными словами, при подходе к объекту исследования как к системе любое отдельное системное представление этого объекта является относительным.
Элементы множества, образующего систему, находятся в определенных отношениях и связях между собой. В системном исследовании не только устанавливаются способы выявления и описания этих отношений и связей, но и специально выделяются те из них, которые являются системообразующими, т. е. обеспечивают свойство целостности системы.
В качестве множества взаимосвязанных элементов система противостоит среде, во взаимодействии с которой система обычно проявляет и создает все свои свойства. Поэтому в большинстве случаев автономное описание системы оказывается недостаточным для объяснения принципов ее функционирования. И дело не только в том, что система неотделима от своего «окружения», хотя и это само по себе очень важно. Исследования Н. А. Бернштейна показали, что только специальный анализ основных принципов и механизмов взаимоотношения организма со средой может способствовать раскрытию такой имманентной черты биологической системы, как ее активность по отношению к среде, активность, которая никоим образом не может быть сведена к простому отражательному взаимодействию. По своему характеру взаимодействие системы со средой может быть либо строго каузальным, либо статистическим, вероятностным.
Функционирование системы в среде опирается на определенную упорядоченность элементов, отношений и связей. Структурно и функционально различные аспекты упорядоченности образуют основу иерархического строения системы, разбиение ее на подсистемы (понятно, что это разбиение относительно по своему характеру).
'
Надо, однако, оговориться, что применительно к некоторым социальным и биологическим системам принцип иерархичности строения имеет определенные ограничения. Например, при построении биологической систематики на основе принципа полифилии, а не монофилии иерархичность биологических объектов оказывается далеко не абсолютной, поскольку с самого начала признается наличие по крайней мере нескольких равноправных и относительно независимых оснований филетического древа.
Развитием понятия упорядоченности являются понятия структуры и организации. Под структурой обычно понимается инвариантный аспект системы, а понятие организации наряду с количественной характеристикой упорядоченности выражает также направленность этой упорядоченности.
Как упорядоченное целостное множество взаимосвязанных элементов, обладающее структурой и организацией, система в своем взаимодействии со средой демонстрирует определенное поведение, которое может быть активным или реактивным. Специфической чертой сложно организованных систем является наличие в них процессов управления, что порождает, в частности, необходимость информационного подхода к исследованию систем наряду с подходами с точки зрения вещества и энергии. Именно управление обеспечивает автономность поведения системы, его целенаправленный характер, а в связи с этим возникает необходимость целевого подхода к некоторым классам систем.
Имеющиеся в литературе попытки формальных определений понятия «система» учитывают лишь некоторые из перечисленных содержательных признаков этого понятия. Стремление к охвату максимально широкого класса объектов, содержательно-интуитивно относимых к системам, приводит к определению системы как отношения. Так, М. Месарович определяет понятие системы как прямое (декартово) произведение произвольного
семейства множеств, т. е. как отношение, определенное на этом семействе. Содержательно это определение означает спецификацию систем путем последовательного установления отношений, связывающих значения, которые могут принимать атрибуты исследуемого объекта. В рамках этого формализма Месарович определяет понятие многоуровневой многоцелевой системы '. Близкое к этому понимание системы сформулировано А. Холлом и Р. Фейджином .
Трактовка системы как отношения связана с серьезным расширением класса объектов, рассматриваемых в качестве систем. Чтобы избежать этого, некоторые авторы формулируют более узкие определения системы. Например, Л. Берталанфи определяет систему как комплекс элементов, находящихся во взаимодействии, и различает закрытые и открытые системы: в первых возможен лишь обмен энергией, а во вторых — обмен энергией и веществом. В качестве стационарного состояния открытой системы определяется состояние подвижного равновесия, когда все макроскопические величины системы неизменны, но непрерывно продолжаются микроскопические процессы ввода и вывода вещества. Для анализа открытых систем Берталанфи вводит формализм. Близкую к нему позицию в определении системы занимает Ст. Бир .
Определение системы с помощью понятия связи наталкивается на трудности определения самого понятия связи. Чтобы преодолеть эти трудности, А. И. Уемов (в том числе и в статье, публикуемой в настоящей книге) предложил определять систему как множество объектов, на котором реализуется заранее определенное отношение с фиксированными свойствами. Формальные возможности, заключенные в этом определении, исследуются группой одесских логиков.
Сопоставление содержательных и формальных характеристик понятия «система» показывает, что на современном уровне развития системных исследований едва ли возможно построение единственного формального определения этого понятия. По-видимому, существующие на сегодня содержательные, качественные характеристики систем будут все более «обрастать» различными формальными определениями, дополняющими друг друга, причем каждое из них будет определять свою особую область системных исследований.
Применительно к современному состоянию этих исследований весьма важной представляется проблема возможных способов классификации системных объектов, поскольку, в частности, именно в опоре на такую классификацию может быть обоснованно выделен тот класс систем, который является специфическим для системных исследований и отличает эти последние от других направлений развития научного познания.
По-видимому, в принципе классификация систем вряд ли может рассматриваться как самостоятельная задача, выдвинутая безотносительно к предмету и целям исследования. Поэтому проводимое ниже различение типов систем мы отнюдь не считаем исчерпывающим и единственно возможным; оно используется лишь в качестве момента, поясняющего концепцию, развиваемую в данной статье.
Все существующие в действительности совокупности объектов (а всякая система представляет собой такую совокупность, хотя не всякая совокупность есть система) можно разбить на три больших класса: неорганизованные совокупности, неорганичные системы, органичные системы. Неорганизованная совокупность (примером ее может служить куча камней, случайное скопление людей на улице и т. д.) лишена каких-либо существенных черт внутренней организации. Связи между ее составляющими носят внешний, случайный, несущественный характер. Входя в состав такого объединения или покидая его, составляющие не претерпевают каких-либо изменений, что говорит об отсутствии у подобной совокупности целостных, интегративных свойств. Свойства совокупности в целом по существу совпадают с суммой свойств частей (составляющих), взятых изолированно. Следовательно, такая совокупность лишена системного характера.
Два других класса совокупностей — неорганичные и органичные системы — характеризует наличие связей между элементами и появление в целостной системе новых свойств, не присущих элементам в отдельности. Связь, целостность и обусловленная ими устойчивая структура — таковы отличительные признаки любой системы.
Если же мы пойдем дальше по пути классификации и попытаемся различить органичные и неорганичные системы, то обнаружим, что довольно трудно провести строгое разделение указанных систем по структурному принципу (т. е. по их составу, строению). Дело в том, что в основе различия органичных и неорганичных целостных систем лежат, как нам представляется, особенности присущих им процессов развития; структура же системы является результатом и проявлением этих процессов и сама должна быть объяснена из них. Органичная система есть само развивающееся целое, которое в процессе своего индивидуального развития проходит последовательные этапы усложнения и дифференциации. Этим объясняются следующие специфические особенности органичных систем, отличающие их от систем неорганичных:
1) наличие в системе не только структурных, но и генетических связей;
2) наличие не только связей координации (взаимодействие элементов), но и связей субординации, обусловленных происхождением одних элементов из других, возникновением новых связей и т. п.;
3) наличие особых управляющих механизмов, через которые структура целого воздействует на характер функционирования и развития частей (биологические корреляции, центральная нервная система, система норм в обществе, органы управления и т. д.);
4) в неорганичном целом в силу менее тесной зависимости между системой и ее составляющими основные свойства частей определяются их внутренней структурой, а не структурой целого. Связи внутри целого не вызывают коренных качественных преобразований частей. С этим связана способность частей неорганичного целого к самостоятельному существованию. В органичном же целом основные свойства частей определяются закономерностями, структурой целого. Зависимость между системой и ее компонентами столь тесна, что элементы системы лишены способности к самостоятельному существованию;
5) если в неограниченных системах элемент зачастую активнее целого (например, ион химически активнее атома), то с усложнением организации активность все в большей мере передается от частей к целому;
6) органичное целое образуется не из тех частей, какие функционируют в развитом целом. В ходе развития органичной системы происходит качественное преобразование частей вместе с целым. Первичные компоненты внутри системы претерпевают трансформации, которыми определяется их «современная форма»;
7) устойчивость неорганичных систем обусловлена стабильностью элементов; напротив, необходимым условием устойчивости органичных систем является постоянное обновление их элементов;
8) внутри органичного целого существуют своеобразные блоки (подсистемы). Их гибкая приспособленность к выполнению команд управляющей системы основана на том, что элементы подсистем функционируют вероятностным образом и имеют определенное число степеней свободы. Следовательно, жесткая детерминированность связи подсистем между собой и с целым реализуется через отсутствие однозначной детерминации в поведении элементов подсистем.
Сказанным, разумеется, не исчерпываются особенности органичных систем и их отличия от других видов системных объектов. Очевидно, можно было бы продолжить намеченную в общих чертах классификацию и провести определенную типологию органичных систем (в частности, по уровням иерархии внутри их, по типам управления и т. п.). Но для нас сейчас важно подчеркнуть, что органичные системы — наиболее сложные из всех типов систем, поэтому их исследование наиболее перспективно в методологическом отношении.
В собственном смысле слова строение системных объектов выражается понятиями «элемент», «целостность» (или «целое»), «связь».
Понятие элемента обычно представляется интуитивно ясным. Однако надо иметь в виду, что для каждой данной системы это понятие не является абсолютным, однозначно определенным, поскольку исследуемая система может расчленяться существенно различными способами, и говорить об элементе можно лишь применительно к определенному из этих способов: другое расчленение может быть связано с выделением другого образования в качестве исходного элемента. При заданном способе расчленения под элементом понимается такой минимальный компонент системы, совокупность которых складывается прямо или опосредованно в систему. Поскольку элемент выступает как своеобразный предел возможного членения объекта, собственное его строение (или состав) обычно не принимается во внимание в характеристике системы: составляющие элемента уже не рассматриваются как компоненты данной системы. Можно утверждать, что в общем случае элемент не может быть описан вне его функциональных характеристик: с точки зрения системы важно в первую очередь не то, каков субстрат элемента, а то, что делает, чему служит элемент в рамках целого. В системе, представляющей органичное целое, элемент и определяется прёжде всего по его функции как минимальная единица, способная к относительно самостоятельному осуществлению определенной функции. С такой функциональной характеристикой связано представление об активности, самодействии элемента в системе, причем эта активность обычно рассматривается как одна из решающих его характеристик. В отличие от понятия элемента понятие целостности (целого) гораздо менее ясно по своему содержанию. Такая неясность существует вопреки тому, что сложный, целостный характер биологических и социальных объектов, психологических явлений, а также продуктов духовного производства известен издавна. В теоретической форме проблема целостности была выдвинута уже античной философией. С тех пор она в той или иной форме затрагивается каждым сколько-нибудь значительным философским направлением. Однако сама по себе констатация целостного характера определенного объекта выступает лишь как общая идея и еще не открывает путей исследования специфики этих объектов. Несмотря на многовековую историю понятия целостности, в настоящее время вряд ли можно говорить о наличии развернутой системы специальных средств, позволяющих содержательно выразить целостность как существенную характеристику определенного класса объектов. И хотя в очень многих системных исследованиях речь так или иначе идет о целостном представлении объекта, фактически принятие целостности относится при этом не столько к самой системе, сколько к способу ее исследования. В этом смысле оно выражает требование особого описания системы ь целом, отличного от описания ее элементов (неаддитивность системы), а также подчеркивание особой противопоставленности системы ее окружению (среде), противопоставленности, в основе которой лежит внутренняя активность системы.
Пожалуй, наибольшая смысловая нагрузка в системных исследованиях приходится на понятие «связь». Более или менее определенно это понятие употребляется фактически во всех работах, пытающихся реализовать системный подход. Вместе с тем следует признать, что столь частое употребление понятия связи отнюдь не сделало его ясным, четко очерченным по своему содержанию. Напротив, как это ни странно, имеющиеся в литературе попытки логико-методологического анализа этой проблемы весьма немногочисленны, а возможная обще-логическая классификация связей вообще не была предметом специального рассмотрения'.
Общие методологические соображения относительно роли понятия «связь» в научном исследовании высказаны в работе Г. П. Щедровицкого «Проблемы методологи системного исследования». Отстаивая свою точку зрения, согласно которой связь есть абстрактная теоретическая схема, необходимая лишь на высших ступенях синтеза знаний, Г. П. Щедровицкий формулирует любопытные, хотя далеко и не бесспорные, гипотезы о путях развития сложных объектов.
В ряде работ А. А. Зиновьева предпринята попытка строгого формальнологического анализа понятия «связь». Эти работы интересны также и тем, что в них достаточно подробно рассмотрен вопрос о методах построения формальной теории связей. Ставя своей основной задачей построение специального исчисления связей, А. А. Зиновьев эмпирическим путем выявляет элементарную единицу анализа — высказывания о связи (типа «с изменением а изменяется Ь», «а — причина Ь» и т. Д.), записывает их в стандартизованной логической форме («либо (х и у), либо (не-х и не-у)», иными словами, «либо состояние первое предмета один и состояние первое предмета два, либо состояние второе предмета один и состояние второе предмета два») и затем строит аксиоматическое исчисление, интерпретация которого дает возможность описать свойства высказываний о связях.
Несомненно, названный цикл работ А. А. Зиновьева дает важный материал по логическому исследованию связей. Однако в его исследованиях фактически анализируется лишь один вид высказываний о связях — тот, который может быть назван функциональной зависимостью. Вопрос о том, насколько предложенная логическая техника охватывает остальные виды связей, остается открытым. Думается, что системообразующее связи — наиболее важные в системном исследовании — требуют иных логических подходов. Требует своего решения также проблема взаимоотношений между исчислением связей и исчислением отношений.
Краткий анализ литературы, посвященной проблеме связи, показывает, что в настоящее время, по-видимому, отсутствуют реальные предпосылки для построения не только исчисления связей, но и сколько-нибудь расчлененной «качественной» логико-методологической концепции связи как категории научного познания. Вместе с тем очевидно, что вокруг этой категории в значительной мере группируется вся проблематика, специфическая для системного подхода. Можно утверждать, что развитие системных исследований существенно зависит от успехов в логико-методологическом анализе содержания понятия «связь».
Нам представляется, что предпринятые в литературе попытки прямо и сразу построить обобщенную концепцию связи достаточно убедительно обнаружили относительно невысокую эффективность такого способа решения проблемы. Это заставляет искать не столь прямых, но, может быть, более обнадеживающих путей анализа понятия связи и его места в современном познании. Одним из таких путей могло бы явиться определение (первоначально чисто эмпирическое) набора основных значений, в которых употребляется понятие связи в научной литературе, т. е. составление сугубо приблизительной эмпирической классификации связей. В качестве варианта подобной классификации можно предложить следующую схему:
1) Связи взаимодействия, среди которых можно различить связи свойств (такие связи фиксируются, например, в формулах физики типа pv = сопst) и связи объектов (например, гуморальные связи, связи между отдельными нейронами в тех или иных нервно-психических процессах). Особый вид связей взаимодействия составляют связи между отдельными людьми, а также между человеческими коллективами или социальными системами; специфика этих связей состоит в том, что они опосредуются целями, которые преследует каждая из сторон взаимодействия. В рамках этого типа связей можно различить кооперативные и конфликтные связи '.
Следует отметить, что связи взаимодействия представляют собой наиболее широкий класс связей, так или иначе выступающий во всех иных типах связей.
2) Связи порождения, или генетические, когда один объект выступает как основание, вызывающее к жизни другой (например, связь типа «Л отец В»).
3) Связи преобразования, среди которых можно различить: а) связи преобразования, реализуемые через определенный объект, обеспечивающий это преобразование (такова функция химических катализаторов), и б) связи преобразования, реализуемые путем непосредственного взаимодействия двух или более объектов, в процессе которого и благодаря которому эти объекты порознь или совместно переходят из одного состояния в другое (таково, например, взаимодействие организмов и среды в процессе видообразования).
4) Связи строения (их нередко называют структурными). Природа этих связей с достаточной ясностью раскрывается на примере химических связей.
5) Связи функционирования, обеспечивающие реальную жизнедеятельность объекта или его работу, если речь идет о технической системе. Очевидное многообразие функций в объектах различного рода определяет и многообразие видов связей функционирования. Общим для всех этих видов является то, что объекты, объединяемые связью функционирования, совместно осуществляют определенную функцию, причем эта функция может характеризовать либо один из этих объектов (в таком случае другой является функционально-производным от первого, как это имеет место в функциональных системах живого организма), либо более широкое целое, по отношению к которому и имеет смысл функциональная связь данных объектов (таковы связи между нейронами при осуществлении тех или иных функций центральной нервной системы). В самом общем виде связи функционирования можно подразделить на связи состояний (когда следующее по времени состояние является функцией от предыдущего) и связи типа энергетических, трофических, нейронных и т. п. (когда объекты связаны единством реализуемой функции).
6) Связи развития, которые под определенным углом зрения можно рассматривать как модификацию функциональных связей состояний, с той, однако, разницей, что процесс развития существенно отличен от простой смены состояний. В процессах функционирования более или менее строго определенная последовательность состояний по существу выражает основную схему содержания всего процесса. Развитие также описывается обычно как смена состояний развивающегося объекта, однако основное содержание процесса составляют при этом достаточно существенные изменения в строении объекта и формах его жизни. С чисто функциональной точки зрения функционирование есть движение в состоянии одного и того же уровня, связанное лишь с перераспределением элементов, функций и связей в объекте; при этом каждое последующее состояние либо непосредственно определено предыдущим, либо так или иначе «преформировано» всем строением объекта и в принципе не выходит за рамки его истории. Развитие же есть не просто самораскрытие объекта, актуализация уже заложенных в нем потенций, а такая смена состояний, в основе которой лежит невозможность сохранения существующих форм функционирования. Здесь объект как бы оказывается вынужденным выйти на иной уровень функционирования, прежде недоступный и невозможный для него, а условием такого выхода является изменение организации объекта. Весьма существенно, что в точках перехода от одного состояния к другому развивающийся объект обычно располагает относительно большим числом «степеней свободы» и ставится в условия необходимости выбора из некоторого количества возможностей, относящихся к изменению конкретных форм его организации. Все это определяет не только множественность путей и направлений развития, но и то важное обстоятельство, что развивающийся объект как бы сам творит свою историю.
Проблема различения процессов функционирования и развития является, как известно, одной из наиболее сложных и запутанных в философской и специально-научной литературе. Поэтому проведенное нами различение связей функционирования и связей развития следует понимать как достаточно условное.
7) Связи управления, которые в зависимости от их конкретного вида могут образовывать разновидность либо функциональных связей, либо связей развития. В настоящее время представляется практически невозможным дать развернутую характеристику связей управления, поскольку само понятие «управление» не имеет достаточно определенного значения. Вместе с тем эти связи принадлежат, по-видимому, к числу самых важных в системном исследовании и поэтому заслуживают особого обсуждения, хотя бы только с точки зрения этой их роли.
Дело в том, что приведенная нами эмпирическая классификация связей показывает чрезвычайную многозначность понятия «связь». Эта многозначность приводит нередко к тому, что оказывается стертой граница между связью и элементом. Например, биологи часто рассматривают в качестве связей цепи переноса вещества, энергии и информации; вероятно, под этим есть определенные основания, однако непонятно, почему эти цепи не могут рассматриваться как элементы системы. Если учесть, что весь пафос системных исследований направлен на поиски системообразующих факторов, а не просто совокупности характеристик системного объекта, то естественно было бы среди всего многообразия связей попытаться выделить те, которые можно назвать системообразующими связями, т. е. связями, специфическими для органичных целых. Наиболее характерным примером таких связей являются, с нашей точки зрения, как раз связи управления. И не случайно Н. Винер, создавая кибернетику как науку о системах, определил ее как науку процессах управления.
Пользуясь языком кибернетики, связи управления можно охарактеризовать как связи, которые строятся основе определенной программы и представляют собой способ ее реализации. Это означает, что над функционирующей или развивающейся системой всегда есть нечто, заключающее в себе в том или ином виде общую схему соответствующего процесса, хотя в процессах развития эта схема, как уже говорилось, носит весьма ограниченный характер, если только не иметь в виду процесса социального развития. Если бы не было такой схемы, то нельзя было бы говорить и о законах функционирования или развития. Это «нечто» и есть в собственном смысле система управления, а связи управления — это те средства, при помощи которых она реализует схему.
Отсюда, в частности, становится понятным, что эквифинальность, о которой говорил Л. фон Берталанфи, представляет собой действительно существенную характеристику систем. Отсюда же вытекает условность «богатства» связей, о которой нередко говорят как о специфической характеристике систем. Действительное значение имеет не богатство или множество связей, а их разнотипность, разнокачественность, которая и обеспечивает многообразие форм управления.
Даже чисто эмпирическое, интуитивное понимание связей управления позволяет указать и еще одну важную характеристику систем: внутренняя иерархия системы такова, что обычно подсистемы любого уровня могут быть представлены в виде блоков, которые детерминированы (управляемы) извне, поскольку они «обязаны» дать вполне определенный результат, значимый для вышестоящей системы, но достигают этого результата обычно разными путями за счет достаточно большого количества степеней свободы. Таким образом, надежность работы системы достигается, как правило, стохастическим путем за счет статистической организации подсистем.
Все это и делает связи управления специфическими для систем и, следовательно, системообразующими. По-видимому, и среди других типов связей, по крайней мере некоторых из них, можно выделить такие их группы, которые специфичны для систем. Можно предположить, что сопоставление системообразующих связей различноготипа позволит получить достаточно развернутую и детализированную характеристику всего этого класса связей целом.
Наряду с проблемами строения систем в целом ряде исследований рассматриваются различные аспекты функционирования системных объектов. Описание функционирования опирается на более широкую и, пожалуй, менее определенную систему понятий. В нее входят такие понятия, как функция, трактуемая в математическом и в более широком планах, состояние и производные от последнего понятия стабильность, устойчивость, равновесие, цель, понимаемая в кибернетическом смысле, поведение системы, интерпретируемое также в широком смысле, управление. и ряд других. Если основные понятия, характеризующие строение систем, в принципе могут считаться понятиями категориального порядка (как, скажем, система, целостность, связь) или во всяком случае близки к этому уровню, то понятия, выражающие функционирование, в большинстве своем сравнительно недавно вошли в широкий научный обиход, будучи почерпнуты из различных специальных дисциплин. Поэтому их гносеологическую природу и логическое содержание крайне трудно обрисовать с необходимой ясностью, хотя несомненно, что они призваны играть весьма важную роль в описании жизни системных объектов. В последние годы некоторые из этих понятий стали объектом пристального изучения со стороны представителей технического направления системных исследований. В частности, в работах Л. Заде детально рассматривается понятие состояния, в исследованиях по самоорганизации — понятия поведения и цели и т. д. На этом фоне особенно бросается в глаза отсутствие работ философско-гносеологического и логико-методологического характера, посвященных этим понятиям и их статусу в рамках системных исследований.
Помимо перечисленных можно указать и другие аспекты в исследовании систем. К ним, в частности, относятся проблема развития систем и соответствующий аппарат понятий, хотя этот последний весьма далек от детальной разработки, а также проблема анализа сверхсложных систем, существенным компонентом которых является сознание, или сознательная деятельность (по терминологии В, А. Лефевра, системы, сравнимые по совершенству с исследователем. Разумеется, исследование тех или иных конкретных типов систем выдвигает свой особые проблемы и требует адекватного понятийного аппарата. Все это многообразие логических средств, характеризующих системы, требует детального логико-методологического исследования.
Однако этим не исчерпывается совокупность задач логики и методологии системного исследования. Перечисленные нами проблемы составляют хотя и важную, но лишь одну из задач логико-методологического анализа систем и структур. Наряду с понятиями, относящимися к системе как объекту исследования, можно говорить о совокупности понятий, относящихся к исследованию систем и включающих в себя как общеметодологические, так и специфические для отдельных типов исследования понятия. В настоящее время с сожалением приходится констатировать, что эта область системного исследования наименее разработана. Поэтому можно говорить лишь о проблемах, специфических для этой области.
К числу этих проблем относятся язык описания систем и его семантические характеристики, проблема соотношения детерминизма и вероятности в описании систем, проблема синтеза различных подходов к исследованию системного объекта, а также проблема синтеза различных методов исследования. Конкретными проявлениями этой проблематики являются такие характерные для системных исследований проблемы, как соотношение плана • строения и плана функционирования системы, соотношение структуры и генезиса и ряд других. Разработка этой проблематики является, на наш взгляд, одним из наиболее важных направлений построения общей теории систем и вместе с тем одним из главных условий, обеспечивающих возможность формализации системных исследований.
Вопросы:
1. Чья работа является образцом разработки вопроса о методах познания сложных объектов?
2. В какой науке начали рассматриваться объекты исследования как системы, и каким образом?
3. В каких направлениях начало формироваться понимание процессов жизни?
4. Что характерно для современных технических сооружений?
5. Каким образом выглядит иерархия усложнения способов исследования?
6. Кто первый сформулировал развернутый вариант «общей теории систем», и какова его основная задача?
7. Классификация основных подходов к построению теории систем.
8. Каковы специфические особенности органических систем, отличающие их от систем неорганических?
9. Эмпирическая классификация связей.
Какие проблемы присутствуют для этой области