Карл Людвиг фон Берталанфи – Первооснователь обобщённой системной концепции под названием «Общая теория систем»

Министерство  образования и науки РФ 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Экономический факультет

РЕФЕРАТ

Карл  Людвиг фон Берталанфи –

Первооснователь обобщённой системной концепции под названием «Общая теория систем». 
 
 

  Выполнил (а):

  студент (ка) I курса

  экономического  факультета

  специальность  менеджмент

  группа  112

  Ф.И.О. Завизион Кристина Игоревна 
 
 
 
 
 

Краснодар 2011 

  Содержание 
 

  Введение…………………………………………………….. 3

  1. Предмет исследования и история развития.

1.1. Предыстория……………………………………………… 5

1.2. Деятельность Л. фон Берталанфи и International Society

For the General Systems Sciences……………………………... 8

2. Различные направления в разработке теории систем

2.1. Открытие системы…………………….............................. 9

2.2. Успехи общей теории систем…………………………… 13

Заключение…………………………………………………….16

Список литературы……………………………………………16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

  Карл Людвиг фон Берталанфи (19 сентября 1901, Вена — 12июня 1972,  

Нью-Йорк) — австрийский биолог, постоянно проживавший

в Канаде и США с 1949 года. Первооснователь обобщённой системной концепции под названием «Общая теория систем». 

  Сам фон  Берталанфи описывает происхождение  общей теории систем как результат конфликта между механицизмом и витализмом. Обе точки зрения были для него неприемлемы: первая — как тривиальная, вторая — как вообще антинаучная:

    «В  этих условиях я был вынужден стать  защитником так называемой организмической точки зрения. Суть этой концепции можно выразить в одном предложении следующим образом: организмы суть организованные явления, и мы, биологи, должны проанализировать их в этом аспекте. … Одним из результатов, полученных мною, оказалась так называемая теория открытых систем и состояний подвижного равновесия, которая, по существу, является расширением обычной физической химии, кинетики и термодинамики. Оказалось, однако, что я не смог остановиться на однажды избранном пути и был вынужден прийти к ещё большей генерализации, которую я назвал общей теорией систем. Эта идея относится к весьма давнему времени — я выдвинул её впервые в 1937 году на семинаре по философии, проходившем под руководством Чарлза Морриса в Чикагском университете. Но в то время теоретическое знание, как таковое, пользовалось плохой репутацией в биологии, и я опасался того, что математик Гаусс однажды называл „крикливостью, или Boeotians“. Поэтому я спрятал свои наброски в ящик стола, и только после войны впервые появились мои публикации по этой теме.»

Физические системы отличаются от живых образований тем что закрыты по отношению к внешней среде, тогда как живые организмы являются открытыми. Жизненный процесс организмов предполагает наличие входящего из окружающей среды потока материи тип и объем которого определяется в соответствии с системными характеристиками организма. Так же осуществляется выход из системы в окружающую среду материи как результата функционирования системы. Таким образом, организмы обеспечивают себе дополнительную энергию, это позволяет достигать негентропии, а также обеспечивает устойчивость системы по отношению к среде. 
 

1. Предмет  исследования и история развития

    1.2. Предыстория 

 Концепция «общей теории систем» впервые была предложена Карлом Людвигом фон Берталанфи еще до появления кибернетики, системотехники и связанных с ними дисциплин. Конечно, как и любое другое научное понятие, понятие системы имеет свою долгую историю. Хотя сам термин «система» далеко не всегда явно выделялся, эта история богата именами многих философов и ученых. В начале 20-х годов статьи автора стали приводить в недоумение очевидные пробелы в биологических – эмпирических и теоретических исследованиях. Уже упоминавшийся механистический подход, господствовавший в то время, казалось, не замечал или активно отрицал как раз то, что существенно в явлениях жизни. 

 Карл  защищал организмическую концепцию в биологии, подчеркивающую необходимость рассмотрения организма как целого или системы и видящую главную цель биологических наук в открытии принципов организации живого на его различных уровнях.

 Философское образование Карл Людвиг получил в духе традиций неопозитивизма группы Морица Шлика, которая позже стала известна как Венский кружок. Несомненно, однако, что интерес к немецкому мистицизму, историческому релятивизму О. Шпенглера, истории современного искусства и другим подобным неортодоксальным направлениям помешал ему стать добропорядочным позитивистом. Более сильными были его связи с Берлинской группой 20-х годов – «Обществом эмпирической философии», в котором видную роль играли философ-физик Ганс Рейхенбах, психолог А. Герцберг, инженер Парсеваль и др.

 В связи  с экспериментальной работой  по метаболизму и росту, с одной  стороны, и попытками конкретизировать организмическую программу – с другой, Карлом была предложена в 30-е годы программа теории открытых систем, основанная скорее на том тривиальном факте, что организм представляет собой открытую систему, нежели на какой-либо развернутой биологической теории, существовавшей в то время. На этой базе возникла необходимость распространить традиционную физическую теорию на биофизику путем обобщения кинетических принципов и термодинамической теории; в рамках последней была разработана термодинамика необратимых процессов.

 Впоследствии  оказалось возможным дальнейшее обобщение. Выяснилось, что ко многим явлениям биологии, а также явлениям бихевиоральных и социальных наук применимы определенные математические понятия и модели, которые неприложимы к объектам, исследуемым в физике и химии, и в этом смысле превосходят физику как образец «точной науки». Стало также очевидным структурное подобие, изоморфизм таких моделей, построенных для различных областей; при этом в центре внимания оказались проблемы порядка, организации, целостности, телеологии и т. д., которые демонстративно исключались из рассмотрения в механистической науке. Такова в общих чертах исходная идея «общей теории систем».

 С момента  своего возникновения теория систем сразу же натолкнулась на критику, которая  видела в ней фантастическую и  весьма самонадеянную концепцию. Некоторые утверждали, что общая теория систем тривиальна, поскольку так называемые изоморфизмы суть лишь трюизмы, говорящие, что математику можно применять к любым вещам, и поэтому теория систем имеет значение, не большее, чем «открытие», что 2 + 2 = 4 одинаково справедливо и для яблок, и для долларов, и для галактик. Другие считали ее ошибочной из-за поверхностных аналогий вроде известного сравнения общества с «организмом», которое скрывает действительные различия и в силу этого приводит к неверным и даже морально нежелательным выводам. Или же, наконец, ее признавали философски и методологически необоснованной из-за пресловутой «несводимости» более высоких уровней к более низким, то есть на основе тенденции отрицания роли аналитического исследования, успехи которого в таких областях, как сведение химии к физическим принципам или жизненных явлений к молекулярной биологии, в настоящее время совершенно очевидны.

 В первый год работы Центра по развитию исследований в бихевиоральных науках (Пало Альто) произошла встреча К. Боулдинга, биоматематика А. Рапопорта, физиолога Ральфа Жерара и Карла Берталанфи; на ежегодном конгрессе 1954 г. Американской ассоциации развития науки (American Association for the Advancement of Science – AAAS) нам удалось реализовать проект создания «Общества общей теории систем» («Society for General System Theory»). Это название позже было изменено на менее обязывающее – «Общество исследований в области общей теории систем» («Society for General Systems Research»); это Общество входит в качестве филиала в AAAS, а его собрания, привлекающие большое число участников, стали неотъемлемой частью съездов AAAS. Местные группы Общества организованы в различных центрах США, и по их примеру созданы рабочие группы в Европе. Первоначальная программа Общества не нуждается в пересмотре: «Общество исследований в области общей теории систем» организовано в 1954 г. в целях содействия развитию теоретического анализа систем, результаты которого могут применяться более чем к одному из традиционных разделов научного знания. Его главные функции таковы:

  − исследование изоморфизмов понятий, законов и моделей в различных областях науки для их переноса из одной дисциплины в другую;  

  − способствование построению адекватных теоретических моделей для тех областей науки, в которых они отсутствуют;

  − минимизация дублирования теоретических исследований в различных научных областях;

  −  содействие выявлению единства науки путем установления связей между специалистами различных наук».

 Общество  начиная с 1956 г. издает ежегодник «General Systems» под редакцией А. Рапопорта и Л. фон Берталанфи. Редакция  «General Systems» намеренно не проводит строгой политики отбора статей, а предоставляет место для статей различных направлений, как, вероятно, и надлежит делать в области, испытывающей острую потребность в новых обобщающих идеях и исследованиях. Как правило, ведущиеся разработки и публикации посвящаются применению принципов общей теории систем к специальным научным дисциплинам; эта тенденция нашла свое выражение, в частности, в создании в самое недавнее время журнала «Mathematical Systems Theory» («Математическая теория систем»).

 Тем временем развивалось и другое современное  направление научного исследования. В 1948 г. вышла в свет «Кибернетика» Норберта Винера, которая обобщила и подвела итоги научных достижений того времени в вычислительной технике, теории информации и теории саморегулирующихся устройств. Тот факт, что три фундаментальных исследования – «Кибернетика» Н. Винера (1948), теория информации К. Шеннона и У. Уивера (1949) и теория игр Дж. фон Неймана и О. Моргенштерна (1944)  – появились почти одновременно, представлял собой, конечно, одно из совпадений, которые случаются, однако, лишь тогда, когда идеи витают в воздухе. Винеровские кибернетические понятия, в частности понятия обратной связи и информации, далеко выходят за пределы техники; они приложимы к явлениям биологии и социологии. Нельзя сказать, что кибернетика возникла на пустом месте. Одним из ее краеугольных камней было кэнноновское понятие гомеостазиса.

 Теория  систем часто отождествляется с кибернетикой и теорией управления. Это неверно. Кибернетика как теория механизмов управления в технике и природе, основанная на понятиях информации и обратной связи, есть только часть общей теории систем; кибернетические системы – частный, хотя и важный случай систем. 
 

1.2. Деятельность  Л. фон Берталанфи и International Society

 For the General Systems Sciences

 Общая теория систем была предложена Л. фон Берталанфи в 1930-е годы. Идея наличия общих закономерностей при взаимодействии большого, но не бесконечного числа физических, биологических и социальных объектов была впервые высказана Берталанфи в 1937 году на семинаре по философии в Чикагском университете. Однако первые его публикации на эту тему появились только после Второй мировой войны. Основной идеей Общей теории систем, предложенной Берталанфи, является признание изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов. Фон Берталанфи также ввёл понятие и исследовал «открытые системы» — системы, постоянно обменивающиеся веществом и энергией с внешней средой.

Одним из результатов Второй мировой войны было развитие ряда научно-технических направлений исследований. Например, кибернетика возникла в результате исследований и разработок по автоматизации зенитных установок. Ряд продолжают такие исследования, как «системный анализ» известной американской корпорации «RAND» (создана в 1948) и британское «исследование операций», к которым позже присоединяется и «системотехника».

Так, во время Второй мировой войны около 1000 человек в Великобритании были заняты в разработках в области исследования операций. Около 200 таких исследований было выполнено для британской армии. Патрик Блэкетт работал в нескольких различных организациях в ходе войны. В начале войны, работая на королевскую британскую авиацию, он создал команду, известную как «Круг», работавшую по вопросам зенитной артиллерии.

Интеграция этих научно-технических направлений  в основной состав общей теории систем обогатила и разнообразила её содержание. 
 

 2. Различные направления в разработке теории систем

 2.1. Открытие  системы 

   «Классическая» теория систем применяет классическую математику. Ее цель – установить принципы, применимые к системам вообще или к их определенным подклассам (например, к закрытым и открытым системам); разработать средства для их исследования и описания и применить эти средства к конкретным случаям. Учитывая достаточную общность получаемых результатов, можно утверждать, что некоторые формальные системные свойства относятся к любой сущности, которая является системой (к открытым системам, к иерархическим системам и т. д.), даже если ее особая природа, части, отношения и т. д. не известны или не исследованы.

 Использование вычислительных машин  и моделирование. Системы дифференциальных уравнений, применяемые для «моделирования» или спецификации систем, обычно требуют много времени для своего решения, даже если они линейны и содержат немного переменных; нелинейные системы уравнений разрешимы только в некоторых частных случаях. По этой причине с использованием вычислительных машин открылся новый подход к системным исследованиям.

 Теория  ячеек . Одним из аспектов системных исследований, который следует выделить, поскольку эта область разработана чрезвычайно подробно, является теория ячеек, изучающая системы, составленные из подъединиц с определенными граничными условиями, причем между этими подъединицами имеют место процессы переноса. Такие ячеечные системы могут иметь, например, «цепную» или «сосковую» структуру (цепь ячеек или центральную ячейку, сообщающуюся с рядом периферийных ячеек). Вполне понятно, что при наличии в системе трех и более ячеек математические трудности становятся чрезвычайно большими. В этом случае анализ возможен лишь благодаря использованию преобразований Лапласа и аппарата теорий сетей и графов.

 Теория  множеств. Общие формальные свойства систем и формальные свойства закрытых и открытых систем и т. д. могут быть аксиоматизированы в языке теории. По математическому изяществу этот подход выгодно отличается от более грубых и специализированных формулировок «классической» теории систем. Связи аксиоматизированной теории систем с реальной проблематикой системных исследований пока выявлены весьма слабо.

 Теория  графов. Многие системные проблемы относятся к структурным и топологическим свойствам систем, а не к их количественным отношениям. В этом случае используется несколько различных подходов. В теории графов, особенно в теории ориентированных графов (диграфов), изучаются реляционные структуры, представляемые в топологическом пространстве. Эта теория применяется для исследования реляционных аспектов биологии. В математическом смысле она связана с матричной алгеброй, по своим моделям – с тем разделом теории ячеек, в котором рассматриваются системы, содержащие частично «проницаемые» подсистемы, а вследствие этого – с теорией открытых систем.

 Теория  сетей в свою очередь связана с теориями множеств, графов, ячеек и т. д. Она применяется к анализу таких систем, как нервные сети.

 Кибернетика является теорией систем управления, в основе которых лежит связь (передача информации) между системой и средой и внутри системы, а также управление (обратная связь) функциями системы относительно среды. Как уже говорилось, кибернетические модели допускают широкое применение, но их нельзя отождествлять с теорией систем вообще. В биологии и других фундаментальных науках кибернетические модели позволяют описывать формальную структуру механизмов регуляции, например, при помощи блок-схем и графов потоков. Использование кибернетических моделей позволяет установить структуру регуляции системы даже в том случае, когда реальные механизмы остаются неизвестными и система представляет собой «черный ящик», определяемый только его входом и выходом. Таким образом, одна и та же кибернетическая схема может применяться к гидравлическим, электрическим, физиологическим и т. д. системам. Тщательно разработанная техническая теория сервомеханизмов применяется к естественным системам в ограниченном объеме.

 Теория  информации в смысле К. Шеннона и У. Уивера опирается на понятие информации, математическое выражение для которой изоморфно выражению для негэнтропии в термодинамике. Считается, что понятие информации можно использовать в качестве меры организации. Хотя теория информации имеет большое значение для техники связи, ее применения в науке до сих пор весьма незначительны. Главной проблемой остается выяснение отношения между информацией и организацией, между теорией информации и термодинамикой.

 Теория  автоматов представляет собой теорию абстрактных автоматов, имеющих вход, выход, иногда способных действовать методом проб и ошибок и обучаться. Общей моделью теории автоматов является машина Тьюринга, которая представляет собой абстрактную машину, способную печатать (или стирать) на ленте конечной длины цифры 1 и 0. Можно показать, что любой сколь угодно сложный процесс может моделироваться машиной Тьюринга, если этот процесс можно выразить конечным числом операций. В свою очередь то, что возможно логически (т. е. в алгоритмическом символизме), может также быть сконструировано – в принципе, но не всегда практически – автоматом (т. е. алгоритмической машиной).

 Теория игр. Она несколько отличается от других рассмотренных системных подходов, все же можно поставить в ряд наук о системах. В ней рассматривается поведение «рациональных» игроков, пытающихся достичь максимальных выигрышей и минимальных потерь за счет применения соответствующих стратегий в игре с соперником (или природой). Следовательно, теория игр по существу рассматривает «системы», включающие антагонистические «силы».

 Теория  решений является математической теорией, изучающей условия выбора между альтернативными возможностями.

 Теория  очередей рассматривает оптимизацию обслуживания при массовых запросах.

 Несмотря  на неоднородность и явную неполноту  проведенного рассмотрения, отсутствие достаточной четкости в различении моделей (например, моделей открытой системы, цепи обратной связи и т. д.) и математических формализмов (например, формализмов теорий множеств, графов, игр), такое перечисление позволяет показать, что существует целый ряд подходов к исследованию систем, а некоторые из них обладают мощными математическими методами. Системные исследования означают прогресс в анализе проблем, которые ранее не изучались, считались выходящими за пределы науки или чисто философскими. 

Теория открытых систем – важное обобщение физической теории, кинетики и термодинамики. В ее рамках были сформулированы новые принципы и подходы, такие, как принцип эквифинальности, обобщение второго начала термодинамики, возможность повышения порядка в открытых системах, наличие периодических явлений при «ошибке» системы и ее фальстарте и т. д. Дальнейшего изучения требует возможность измерения организации в терминах энтропии («цепь энтропии» высших молекулярных соединений, показывающая определенный порядок составляющих молекул). 

2.2. Успехи  общей теории систем

 При оценке новых  теорий решающим вопросом является определение  объясняющей и предсказательной ценности этих теорий, претендующих, например, на решение большого числа проблем, относящихся к целостности, телеологии и т. д. Несомненно, что изменение интеллектуального климата позволяет видеть новые, до этого не замечавшиеся проблемы или видеть проблемы в новом свете, и это более важно, чем какое-либо единичное специальное исследование. «Копернианская революция» в науке означала нечто значительно большее, чем просто возможность несколько лучше вычислять движения планет; общая теория относительности является большим, нежели просто объяснением весьма небольшого числа физических явлений, не поддававшихся ранее анализу; дарвинизм представлял собой нечто большее, чем просто гипотетический ответ на вставшие в зоологии проблемы; одним словом, во всех этих случаях большое значение имело изменение, так сказать, системы. Вместе с тем реальное оправдание такого изменения в конечном счете определяется специфическими успехами, которые не могли быть достигнуты без этой новой теории.

 Несомненно, что общая теория систем открывает  перед нами новые горизонты, однако ее связь с эмпирическими фактами пока еще остается весьма скудной. Так, теория информации в свое время была провозглашена «главным направлением» современного научного исследования, но, помимо первоначальной сферы своего применения – техники, – в других областях она не сыграла до сих пор значительной роли. В психологии ее достижения в значительной мере ограничены весьма банальными применениями, такими, как анализ запоминания и т. д. Когда в биологии говорят о ДНК как о «закодированной информации» или о «дроблении кода» при объяснении структуры нуклеиновых кислот, это скорее facon de parler, нежели дополнительный взгляд на управление протеиновым синтезом. «Теория информации, весьма полезная для решения задач вычислительной техники и анализа сетей, до сих пор не заняла значительного места в биологии» . Теория игр также является новым шагом в развитии математики, который сравнивали по своим масштабам с ньютоновской механикой и введением в науку исчислений, но здесь конкретные «применения являются скудными и нерешительными». То же самое можно видеть на примере теории решений, от которой ожидали значительного выигрыша для прикладной системной науки, но что касается весьма разрекламированных военных и экономических игр, то «не существует контролируемой оценки эффективности этих игр и методов отбора операторов»

 Следует обратить особое внимание на опасности, таящиеся в научных достижениях последних лет. В науке прошлого (и частично настоящего) господствовал однобокий эмпиризм. В биологии (и психологии) только сбор данных и накопление экспериментов рассматривалось как действительно «научная деятельность», теория приравнивалась к «спекуляции» или «философии» и при этом забывалось, что простое соединение эмпирических данных хотя и означает определенный прогресс, но еще не составляет собственно «науки». Результатом эмпиризма явилось отсутствие достаточного понимания и поддержки для развития теоретических методов анализа, что в свою очередь оказало неблагоприятное влияние на эмпирическое исследование, которое по большей части стало случайным, ведущимся наугад. В последние годы в определенных областях науки обстановка кардинально изменилась. Энтузиазм, вызванный полученными в распоряжение новыми математическими и логическими инструментами, привел к лихорадочному «построению моделей» как самоцели, часто без отнесения их к эмпирическим фактам. Однако экспериментирование с понятиями наугад имеет не больше шансов на успех, чем случайное экспериментирование с биологическим, психологическим или клиническим материалом. Несколько иная ситуация сложилась в кибернетике. Применяемые здесь модели не являются новыми. Хотя интенсивное развитие этой области началось со времени введения термина «кибернетика. С тех пор модели обратной связи и гомеостазиса были применены к огромному числу биологических явлений и – несколько менее убедительно – в психологии и социальных науках. Конечно, во всех подходах к общей теории систем существует такая опасность: мы получили новый компас для научного мышления, но очень трудно продраться между Сциллой тривиальности и Харибдой ложных неологизмов.

 Понятие системы выдвигает проблемы, многие из которых еще далеки от своего разрешения. В прошлом исследование системных проблем привело к важным математическим результатам, таким, как теория интегро-дифференциальных уравнений Вольтера, понятие системы с «памятью», поведение которой зависит не только от имеющихся в настоящее время условий, но также от ее предшествующей истории. Сейчас встают новые важные системные проблемы: например, общая теория нелинейных дифференциальных уравнений, состояний подвижного равновесия и ритмических явлений, обобщенный принцип наименьшего действия, термодинамическое определение состояний подвижного равновесия и т. д.; все они ждут своего решения.

 При рассмотрении того или иного исследования, разумеется, не имеет значения, выступает оно открыто под названием «общей теории систем» или нет. Мы не предполагаем давать здесь полного или исчерпывающего обзора. Цель данного непретенциозного обзора будет выполнена, если он сможет выступить своеобразным путеводителем в исследованиях, ведущихся в настоящее время в области общей теории систем, а также для научных сфер, которые, возможно, станут в будущем ареной системной деятельности. 
 
 
 
 

 Заключение 

 В заключение можно сделать вывод, что общая  теория систем, способствуя расширению сферы действия научно-теоретического знания, привела к новым взглядам и принципам и открыла новые, «могущие быть исследованными» проблемы, то есть проблемы, которые могут быть предметом дальнейшего экспериментального или математического изучения. Ограниченность этой теории и ее приложений в их настоящем виде совершенно очевидна. Однако ее принципы, как это показано на примере их применения в различных областях науки и техники, по-видимому, являются в своей основе вполне здравыми. 

 Список  литературы 

1. Исследования  по общей теории систем: Сборник переводов / Общ. ред.

и вст. ст. В. Н. Садовского и Э. Г. Юдина. – М.: Прогресс, 1969. С. 23–82.

2. Л. фон Берталанфи ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ - КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР L. von Bertalanffy, General System Theory—A Critical Review, «General Systems», vol. VII, 1962, p. 1—20. Перевод Н. С. Юлиной.  
3. Системные исследования: Ежегодник. – М.: Наука, 1969. С. 30–54.
4. Материал из Википедии — свободной энциклопедии