Системный метод и современное научное мировоззрение

Системный метод  и современное научное мировоззрение   

Широкое распространение  идей и принципов системного метода способствовало выдвижению ряда новых  проблем мировоззренческого характера. Более того, некоторые западные лидеры системного подхода стали рассматривать  его в качестве новой научной  философии, которая в отличие  от господствовавшей раньше философии  позитивизма, подчеркивавшей приоритет  анализа и редукции, главный упор делает на

синтез и антиредукционизм. В связи с этим особую актуальность приобретает Старая философская  проблема о соотношении части  и целого.

Многие сторонники механицизма и физикализма утверждают, что определяющую роль в этом соотношении  играют части, поскольку именно из них  возникает целое. Но при этом они  игнорируют тот непреложный факт, что в рамках целого части не только взаимодействуют друг с другом, но и испытывают действие со стороны  целого. Попытка понять целое путем  анализа частей оказывается несостоятельной  именно потому, что она игнорирует синтез, который играет решающую роль в возникновении каждой системы. Любое сложное вещество или химическое соединение по своим свойствам отличается от свойств составляющих его простых  веществ или элементов. Каждый атом обладает свойствами, отличными от свойств образующих его элементарных частиц. Короче, всякая система характеризуется  особыми целостными, интегральными  свойствами, отсутствующими у ее компонентов.

Противоположный подход, опирающийся на приоритет целого над частью, не получил в науке  широкого распространения потому, что  он не может рационально объяснить  процесс возникновения целого. Нередко  поэтому его сторонники прибегали  к допущению иррациональных сил, вроде энтелехии, жизненной силы и т.п. В философии подобные взгляды  защищают сторонники холизма (от греч. — целый), которые считают, что  целое всегда предшествует частям и  всегда важнее частей. В применении к социальным системам такие принципы обосновывают подавление личности обществом, игнорирование ее стремления к свободе  и самостоятельности.

На первый взгляд может показаться, что концепция  холизма о приоритете целого над  частью согласуется с принципами системного метода, который также  подчеркивает большое значение идей целостности, интеграции и единства в познании явлений и процессов  природы и общества. Но при более  внимательном знакомстве оказывается, что холизм чрезмерно преувеличивает роль целого в сравнении с частью, значение синтеза по отношению к  анализу. Поэтому он является такой  же односторонней концепцией, как  атомизм и редукционизм.

Системный подход избегает этих крайностей в познании мира. Он исходит из того, что система как  целое возникает не каким-то мистическим  и иррациональным путем, а в результате конкретного, специфического взаимодействия вполне определенных реальных частей. Именно вследствие такого взаимодействия частей и образуются новые интегральные свойства системы. Но вновь возникшая  целостность, в свою очередь, начинает оказывать воздействие на части, подчиняя их функционирование задачам  и целям единой, целостной системы. Мы отмечали, что не всякая совокупность или целое образует систему, и  в связи с этим ввели понятие  агрегата. Но всякая система есть целое, образованное взаимосвязанными и взаимодействующими его частями. Таким образом, процесс  познания природных и социальных систем может быть успешным только тогда, когда в них части и  целое будут изучаться не в  противопоставлении, а во взаимодействии друг с другом, анализ будет сопровождаться синтезом.  

Метод и перспективы  системного исследования  

В неявной форме  системный подход в простейшем виде применялся в науке с самого начала ее возникновения. Даже тогда, когда  отдельные науки занимались накоплением  и обобщением первоначального фактического материала, идея систематизации и единства лежала в основе всех поисков новых  фактов и приведения их в единую систему научного знания.

Однако возникновение  системного метода как особого способа  исследования многие относят ко времени  Второй мировой войны и наступившему мирному периоду. Во время войны  ученые столкнулись с проблемами комплексного характера, которые требуют  учета взаимосвязи и взаимодействия многих факторов в рамках целого. К  таким проблемам относились, в  частности, планирование и проведение военных операций, вопросы снабжения  и организации армии, принятие решений  в сложных условиях и т.п. На этой основе возникла одна из первых системных  дисциплин, названная исследованием  операций. Применение системных идей к анализу экономических и  социальных процессов способствовало возникновению теории игр и теории принятия решений.

Пожалуй, самым значительным шагом в формировании идей системного метода было появление кибернетики  как общей теории управления в  технических системах, живых организмах и обществе. В ней наиболее отчетливо  виден новый подход к исследованию различных по конкретному содержанию систем управления. Хотя отдельные  теории управления существовали и в  технике, и в биологии, и в социальных науках, тем не менее единый, междисциплинарный  подход дал возможность раскрыть более глубокие и общие закономерности управления, которые заслонялись  массой второстепенных деталей при  конкретном исследовании частных систем управления. В рамках кибернетики  впервые было ясно показано, что  процесс управления с самой общей  точки зрения можно рассматривать  как процесс накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление можно отобразить с  помощью определенной последовательности алгоритмов, или точных предписаний, посредством которых осуществляется достижение поставленной цели. Вскоре после этого алгоритмы были использованы для решения различных других задач массового характера, например управления транспортными потоками, технологическими процессами в металлургии  и машиностроении, организации распределения  продукции, регулирования движения и многочисленных подобных процессов. 

Появление быстродействующих  компьютеров явилось той необходимой  технической базой, с помощью  которой можно было обрабатывать разнообразные алгоритмически описанные  процессы. Алгоритмизация и компьютеризация  целого ряда производственно-технических, управленческих и других процессов  явилась, как известно, одним из составных  элементов современной научно-технической  революции, связавшей воедино новые  достижения науки с результатами развития техники.

Чтобы лучше понять сущность системного метода, необходимо с самого начала отметить, что понятия, теории и модели, на которые он, опирается, применимы для исследования предметов  и явлений самого конкретного  различного содержания. В этих целях  приходится абстрагироваться, отвлекаться от конкретного содержания отдельных, частных систем и выявить то общее, существенное, что присуще всем системам определенного рода.      

Наиболее общим  приемом для реализации этой цели служит математическое моделирование. С помощью математической модели отображаются наиболее существенные количественные и структурные связи между  элементами некоторых родственных  систем. Затем эта модель рассчитывается на компьютере и результаты вычислений сравниваются с данными наблюдений и экспериментов. Возникающие расхождения  устраняются путем внесения дополнений и изменений в первоначальную модель.

Обращение к математическим моделям диктуется самим характером системных исследований, в процессе которых приходится иметь | дело с  наиболее общими свойствами и отношениями  разнообразных конкретных, частных  систем. В отличие от традиционного  подхода, ' оперирующего двумя или  несколькими переменными, системный  метод предполагает анализ целого множества  переменных. Связь между этими  многочисленными переменными, выраженными  на языке различных уравнений  и их систем, и представляет собой  математическую модель. Эта модель вначале выдвигается в качестве некоторой гипотезы, которая в  дальнейшем должна быть проверена с  помощью опыта.

Очевидно, что, прежде чем построить математическую модель какой-либо системы, необходимо выявить  то общее, качественно однородное, что  присуще разным видам однотипных систем. До тех пор, пока системы  не будут изучены на качественном уровне, ни о какой" количественной математической модели не может быть речи. Ведь для того, чтобы выразить любые зависимости в математической форме, необходимо найти у разных конкретных систем предметов и явлений  однородные свойства, например размеры, объем, вес и т.п. С помощью выбранной  единицы измерения эти свойства можно представить в виде чисел  и затем выразить отношения между  свойствами как зависимости между  отображающими их математическими  уравнениями и функциями. Построение математической модели имеет существенное преимущество перед простым описанием  систем в качественных терминах потому, что оно дает возможность делать точные прогнозы о поведении систем, которые гораздо легче проверить, чем весьма неопределенные и общие  качественные предсказания. Таким образом, при математическом моделировании  систем наиболее ярко проявляется эффективность  единства качественных и количественных методов исследования, характеризующая  магистральный путь развития современного научного познания.

Обратимся теперь к  вопросу о преимуществах и  перспективах сист темного метода исследования.

Прежде всего заметим, что возникновение самого системного метода и его применение в естествознании и других науках знаменуют значительно  возросшую зрелость современного этапа  их развития. Прежде чем наука могла  перейти к этому этапу, она  должна была исследовать отдельные  стороны, особенности, свойства и отношения  тех или иных предметов и явлений, изучать части в отвлечении от целого, простое отдельно от сложного. Такому периоду соответствовал дисциплинарный подход, когда каждая наука сосредоточивала  все внимание на исследовании специфических  закономерностей изучаемого ею круга  явлений. Со временем стало очевидным, что такой подход не дает возможности  раскрыть более глубокие закономерности, присущие широкому классу взаимосвязанных  явлений, не говоря уже о том, что  он оставляет в тени взаимосвязь  разных классов явлений, каждый из которых  был предметом обособленного  изучения отдельной науки.

Междисциплинарный подход, сменивший дисциплинарный, стал все шире применяться для  установления закономерностей, присущих разным областям явлений, и получил  дальнейшее развитие в различных  формах системных исследований как  в процессе своего становления, так  и в конкретных приложениях.

Системный метод  прошел разные этапы, что отразилось на самой терминологии, которая, к  сожалению, не отличается единством. С  точки зрения практической значимости можно выделить:

• системотехнику, занимающуюся исследованием, проектированием и  конструированием новейших технических  систем, в которых учитывается  не только работа механизмов, но и действия человека — .оператора, управляющего ими. Это направление разрабатывает  некоторые принципы организации  и самоорганизации, выявленные кибернетикой, и в настоящее время приобретает  все большее значение в связи  с внедрением человеко-машинных систем, в том числе и компьютеров, работающих в режиме диалога с  исследователем;

• системный анализ, который занимается изучением комплексных  и многоуровневых систем. Хотя такие  системы обычно состоят из элементов  разнородной природы, но они определенным образом связаны и взаимодействуют  друг с другом и поэтому требуют  целостного, системного анализа. К ним  относятся, например, система организации  современной фабрики или завода, в которых в единое целое объединены производство, снабжение сырьем, сбыт товаров и инфраструктура;

• теорию систем, которая  изучает специфические свойства систем, состоящих из объектов единой природы, например физические, химические, биологические и социальные системы.

Если системотехника и системный анализ фактически являются приложениями некоторых системных  идей в области организации производства, транспорта, технологии и других отраслей народного хозяйства, то теория систем исследует общие свойства систем, изучаемых в естественных, технических, социально-экономических и гуманитарных науках.

Может возникнуть вопрос: если конкретные свойства упомянутых выше систем изучаются в отдельных  науках, то зачем нужен особый системный  метод? Чтобы правильно ответить на него, необходимо ясно указать, что  именно изучают конкретные науки  и теория систем, когда применяются  к одной и той же области  явлений. Если для физика, биолога  или социолога важно раскрыть конкретные, специфические связи  и закономерности изучаемых систем, то задача теоретика систем состоит  в том, чтобы выявить наиболее общие свойства и отношения таких  систем, показать, как проявляются  в них общие принципы системного метода. Иначе говоря, при системном  подходе каждая конкретная система  выступает как частный случай общей теории систем.

Говоря об общей  теории систем, следует отдавать себе ясный отчет о характере ее общности. Дело в том, что в последние  годы выдвигается немало проектов построения таких общих теорий, принципы и  утверждения которых претендуют на универсальность. Один из инициаторов  создания подобной теории Л. фон Берталанфи, внесший значительный вклад в  распространение системных идей, формулирует ее задачи следующим  образом: «Предмет этой теории составляет установление и вывод тех принципов, которые справедливы для «систем» в целом... Мы можем задаться вопросом о принципах, применимых к системам вообще, независимо от их физической, биологической ,или социальной природы. Если мы поставим такую задачу и подходящим образом  определим понятие системы, то обнаружим, что существуют модели, принципы и  законы, которые применимы к обобщенным системам незави^ симо от их частного вида, элементов или «сил», их составляющих».

Спрашивается, какой  характер должна иметь такая, не просто общая, а, по сути дела, универсальная  теория систем? Очевидно, чтобы стать  применимой везде и всюду, такая  теория должна абстрагироваться от любых  конкретных, частных и особенных  свойств отдельных систем. Но в  таком случае из ее понятий и принципов  нельзя логически вывести конкретные свойства отдельных систем, как на этом настаивают сторонники общей, или, можно сказать, универсальной, теории. Другое дело, что некоторые общие  системные понятия и принципы могут быть использованы для лучшего  понимания и объяснения конкретных систем.

Фундаментальная роль системного метода заключается в  том, что с его помощью достигается  наиболее полное выражение единства научного знания. Это единство проявляется, с одной стороны, во взаимосвязи  различных научных дисциплин, которая  выражается в возникновении новых  дисциплин на «стыке» старых (физическая химия, химическая физика, биофизика, биохимия, биогеохимия и др.), в появлении  междисциплинарных направлений  исследования (кибернетика, синергетика, экологические программы и т.п.). С другой стороны, системный подход дает возможность выявить единство и взаимосвязь в рамках отдельных  научных дисциплин. Как уже отмечалось выше, свойства и закономерности реальных систем в природе находят свое отображение прежде всего в научных  теориях отдельных дисциплин  естествознания. Эти теории, в свою очередь, связываются друг с другом в рамках соответствующих дисциплин, а последние как раз и составляют естествознание как учение о природе  в целом. Итак, единство, которое  выявляется при системном подходе  к науке, заключается прежде всего  в установлении связей и отношений  между самыми различными по сложности  организации, уровню познания и целостности  охвата концептуальными системами, с помощью которых как раз  и отображается рост и развитие нашего знания о природе. Чем обширнее рассматриваемая  система, чем сложнее она по уровню познания, иерархической организации, тем больший круг явлений она  в состоянии объяснить. Таким  образом, единство знания находится  в прямой зависимости от его системности.

С позиций системности, единства и целостности научного знания становится возможным правильно  подойти к решению таких проблем, как редукция, или сведение одних  теорий естествознания к другим, синтез, или объединение, кажущихся далекими друг от друга теорий, их подтверждение  и опровержение данными наблюдений и экспериментов.

Редукция, или сведение одних теорий к другим, представляет вполне допустимую теоретическую процедуру, ибо выражает тенденцию к установлению единства научного знания. Когда Ньютон создал свою механику и теорию гравитации, то тем самым он продемонстрировал  единство законов движения земных и  небесных тел. Аналогично этому использование  спектрального анализа для установления единства химических элементов в  структуре небесных тел было крупным  достижением в физике. В наше время  редукция некоторых свойств и  закономерностей биологических  систем к физико-химическим свойствам  явилась основой эпохальных открытий в области изучения наследственности, синтеза белковых тел и эволюции.

Однако редукция оказывается приемлемой и эффективной  только тогда, когда она используется для объяснения однотипных по содержанию явлений и систем. Действительно, когда Ньютону удалось свести законы движения небесной механики к  законам земной механики и установить единство между ними, то это оказалось  возможным только потому, что они  описывают однотипные процессы механического  движения тел. Чем больше одни процессы отличаются от других, чем они качественно  разнороднее, тем труднее поддаются  редукции. Поэтому закономерности более сложных систем и форм движения нельзя полностью свести к законам низших форм или более простых систем. Обсуждая концепцию атомизма, мы убедились, что, несмотря на огромные усцехи в объяснении свойств сложных веществ посредством простых свойств составляющих их атомов, эта концепция имеет определенные границы. Ведь общие, целостные свойства систем не сводятся к сумме свойств их компонентов, а возникают в результате их взаимодействия. Такой новый, системный подход в корне подрывает представления о прежней естественнонаучной картине мира, когда природа рассматривалась как простая совокупность различных процессов и явлений, а не тесно взаимосвязанных и взаимодействующих систем, различных как по уровню организации, так и по их сложности.  

   Специфика системного метода исследования  

Приведенное выше интуитивное  определение системы достаточно для того, чтобы отличать системы  от таких совокупностей предметов  и явлений, которые системами  не являются. В нашей литературе для них не существует специального термина. Поэтому мы будем обозначать их заимствованным из англоязычной литературы термином агрегаты. Кучу камней вряд ли кто-либо назовет системой, в то время  как физическое тело, состоящее из большого числа взаимодействующих  молекул, или химическое соединение, образованное из нескольких элементов, а тем более живой организм, популяцию, вид и другие сообщества живых существ всякий будет интуитивно считать системой.

Чем мы руководствуемся  при отнесении одних совокупностей  объектов к системам, а других —  к агрегатам? Очевидно, что в первом случае мы замечаем определенную целостность, единство составляющих систему элементов, а во втором такое единство и взаимосвязь  отсутствуют и поэтому речь должна идти о простой совокупности, или  агрегате, элементов.

Таким образом, для  системного подхода характерно именно целостное рассмотрение, установление взаимодействия составных частей или  моментов совокупности, несводимость свойств целого к свойствам частей.

На протяжении всего  изложения мы встречались с многочисленными  физическими, химическими, биологическими и экологическими системами, свойства которых нельзя объяснить свойствами их элементов. В отличие от этого  свойства простых совокупностей, или  агрегатов, возникают из суммирования свойств составляющих их частей. Так, например, длина тела, состоящего из нескольких частей, или его вес  могут быть найдены путем суммирования соответственно длин и весов его  частей. В отличие от этого температуру  воды, полученную путем смешения разных ее объемов, нагретых до разных градусов, нельзя вычислить таким способом. Нередко поэтому говорят, что  если свойства простых совокупностей  аддитивны, т.е. суммируются или складываются из свойств или величин их частей, то свойства систем как целостных  образований неаддитивны.

Следует, однако, отметить, что различие между системами  и агрегатами, или просто совокупностями объектов, имеет не абсолютный, а  относительный характер и зависит  от того, как подходят к исследованию совокупности. Ведь даже кучу камней можно  рассматривать как некоторую  систему, элементы которой взаимодействуют  по закону всемирного тяготения. Тем  не менее здесь мы не обнаруживаем возникновения новых целостных  свойств, которые присущи настоящим  системам. Этот отличительный признак  систем, заключающийся в наличии  у них новых интегративных, целостных свойств, которые возникают вследствие взаимодействия составляющих их частей или элементов, всегда следует иметь в виду при определении систем.

В последние годы предпринималось немало попыток  дать логическое определение понятию  системы. Поскольку в логике типичным способом является определение через  ближайший род и видовое отличие, постольку в качестве родового понятия  обычно выбирались наиболее общие понятия  математики и даже философии. В современной  математике таким понятием считается  понятие множества, введенное в  конце прошлого века немецким математиком  Г. Кантором (1845—1918) для обозначения  любой совокупности математических объектов, обладающих некоторым общим  свойством. Поэтому Р. Фейджин и  А. Холл воспользовались понятием множества  для логического определения  системы.

«Система, — пишут  они, — это множество объектов вместе с отношениями между объектами  и между их атрибутами (свойствами)».

Такое определение  нельзя назвать корректным, хотя бы потому, что самые различные совокупности объектов можно назвать множествами  и для многих из них можно установить определенные отношения между объектами, так что видовое отличие для  систем (differentia specified) не указано. Дело, однако, не столько в формальной некорректности определения, сколько  в его содержательном несоответствии действительности. В самом деле, в нем не отмечается, что объекты, составляющие систему, взаимодействуют  таким образом, что они обусловливают  возникновение новых, целостных, системных  свойств. По-видимому, такое предельно  широкое понятие, как система, нельзя определить чисто логически через  другие существующие понятия. Поэтому  его следует признать исходным и  неопределяемым понятием, содержание которого можно объяснить с помощью  примеров. Именно так обычно поступают  в науке, когда приходится имен, дело с исходными, первоначальными ее понятиями, например с мпо жеством  в математике или массой и зарядом  в физике.

Для лучшего понимания  природы систем необходимо рассмотрен, сначала их строение и структуру, а затем и классификацию.

Строение системы  характеризуется теми компонентами, из которых она образована. Такими компонентами являются: подсистемы, части  или элементы системы, в зависимости  от того, что принимается за основу деления.

• Подсистемы составляют части системы, которые обладают определенной автономностью, но в то же время они подчинены системе  и управляются ею. Обычно подсистемы выделяются в особым образом организованных системах, которые называются иерархическими.

• Элементами обычно называют наименьшие единицы системы, хотя в принципе любую часть можно  рассматривать в качестве элемента, если отвлечься от ее размера.

В качестве типичного  примера можно привести человеческий организм, который состоит из нервной, дыхательной, пищеварительной и  других подсистем, часто называемых просто системами. В свою очередь, подсистемы содержат в своем составе определенные органы, которые состоят из тканей, а ткани — из клеток, а клетки — из молекул. Многие живые и социальные системы построены по такому же иерархическому принципу, где каждый уровень организации, обладая известной автономностью, в то же время подчинен предшествующему, более высокому уровню. Такая тесная взаимосвязь и взаимодействие различных  компонентов обеспечивают системе как целостному, единому образованию наилучшие условия для существования и развития.

Структурой системы  называют совокупность тех специфических  взаимосвязей и взаимодействий, благодаря  которым возникают новые целостные  свойства, присущие только системе  и отсутствующие у отдельных  ее компонентов. В западной литературе такие свойства называют эмерджентными, или возникающими в результате взаимодействия и присущими только системе. В  зависимости от конкретного характера  взаимодействия компонентов различают  различные типы систем: электромагнитные, атомные, ядерные, химические, биологические  и социальные. В рамках этих типов  можно, в свою очередь, рассматривать  отдельные виды систем.

В принципе к каждому  отдельному объекту можно подойти  с системной точки зрения, поскольку  он представляет собой определенное целостное образование, способное  к самостоятельному существованию. Так, например, молекула воды, образованная из двух атомов водорода и одного атома  кислорода, представляет собой систему, компоненты которой взаимосвязаны  силами электромагнитного взаимодействия. Весь окружающий нас мир, его предметы, явления и процессы оказываются  совокупностью самых разнообразных  по конкретной природе и уровню организации  систем. Каждая система в этом мире взаимодействует с другими системами.

Система и ее окружение. Для более тщательного исследования обычно выделяют те системы, с которыми данная система взаимодействует  непосредственно и которые называют окружением или внешней средой системы. Все реальные системы в природе  и обществе являются, как уже указывалось, открытыми и, следовательно, взаимодействующими с окружением путем обмена веществом, энергией и информацией. Представление  о закрытой, или изолированной, системе  является далеко идущей абстракцией, не отражающей адекватно реальность, поскольку  никакая реальная система не может  быть изолирована от воздействия  других систем, составляющих ее окружение. В неорганической природе открытые системы могут обмениваться с  окружением либо веществом, как это  происходит в химических реакциях, либо энергией, когда система получает свежую энергию из окружения и  рассеивает в нем «отработанную» энергию в виде тепла. В живой  природе системы обмениваются с  окружением, кроме вещества и энергии, также и информацией, посредством  которой происходит управление и  передача наследственных признаков  от организмов к потомкам. Особое значение обмен информацией приобретает  в социально-экономических и культурно-гуманитарных системах, где такой обмен служит основой для всей коммуникативной  деятельности людей.

Классификация систем может производиться по самым  разным основаниям. Прежде всего, все  системы можно разделить на системы  материальные и идеальные, или концептуальные. К материальным системам относится  подавляющее большинство систем неорганического, органического и  социального характера. Все материальные системы, в свою очередь, могут быть разделены на основные классы соответственно той форме движения материи, которую  они представляют. В связи с  этим обычно различают гравитационные, физические, химические, биологические, геологические, экологические и  социальные системы. Среди материальных систем выделяют также искусственные, специально созданные обществом  технические и технологические  системы, служащие для производства материальных благ.

Все эти системы  называются материальными или объективными потому, что их содержание и свойства не зависят от познающего субъекта. Однако субъект может все глубже, полнее и точнее познавать их

свойства и закономерности с помощью создаваемых им концептуальных систем. Такие системы называются идеальными именно потому, что представляют собой отражение материальных, объективно существующих в природе и обществе систем.