Общесистемные закономерности систем

Самым важным этапом в развитии теории систем стало определение общесистемных закономерностей и законов систем любой природы, которые позволили сформировать методологию системного анализа.

В современной философской энциклопедии под закономерностями понимают относительно устойчивые и регулярные взаимосвязи между явлениями и объектами реальности, обнаруживающиеся в процессах изменения и развития. Закономерности могут быть установлены на теоретическом и эмпирическом уровнях исследования объектов.

В теории систем сформулированы общесистемные закономерности, которые характеризуют основные свойства (создание, организация, функционирования и развитие) исследуемого объекта в качестве системы разной природы (технической, биологической, общественной, экономической и др.). Общесистемные закономерности определяют методологическую базу не только теории систем, но и содержание системных исследований (системного подхода и системного анализа).

Рассмотрим основные общесистемные закономерности, которые характеризуют систему как целое, и кратко остановимся на закономерностях целеобразования и структуризации целей, играющих важную роль в развитии систем.

Закономерности взаимодействия части и целого являются основой исследования свойств элементов любого объекта в качестве целой системы. Процесс взаимодействия элементов в системе характеризуется проявлением ряда свойств, которые отражают ее качества, форму и состояние (рис. 3.3).

При объединении элементов в систему наблюдается явление эмерджентности, которое, по утверждению Л. фон Берталанфи, является основой для создания любой системы, т. е. формирования свойства целостности.

Объединение элементов в систему придает ей новые качества. Чем сложнее система (большое число элементов и связей между ними), тем более непохожим является ее системный эффект (свойства целой системы) в сравнении со свойствами каждого элемента. Такая закономерность нриводит нас к важному практическому выводу: невозможности прогнозирования свойств системы в целом, анализируя ее по частям.

Принцип эмерджентности использован У. Р. Эшби в кибернетике для определения важного свойства сложной системы: «Чем больше система и чем больше различия в размерах между частью и целым, тем выше вероятность того, что свойства целого могут сильно отличаться от свойств частей»^[1].

Этот принцип указывает на возможность несовпадения локальных целей (частных целей отдельных элементов системы) с глобальной (общей) целью системы. Отсюда следует, что в процессе принятия управленческих решений для достижения глобальных результатов возникает необходимость использовать не только анализ, но и синтез частных целей и решений. Принцип эмерджентности имеет большое значение для процесса формирования «дерева целей» организации и оптимизации системы управления. Он определяет требования системного анализа к решению проблем управления.

Свойство целостности характеризует сложные системы (организмы, общество, личность, экономику и т. п.), которые обладают относительной автономией, самодостаточностью и свойствами и не сводятся к сумме свойств их частей.

Целостность можно рассматривать в качестве закономерности сохранения системой своей организационной формы. Если изменение в одном элементе системы вызывает изменения во всех других элементах и в системе в целом, то говорят, что система ведет себя как целостное образование. Свойство целостности связано с формированием цели создания системы, определения средств ее достижения (целевая функция, системообразующие критерии). Поэтому исследование проявления целостности системы позволяет определить взаимосвязь между целью, средствами ее достижения и результатами.

Целостность возникает благодаря наличию связей между элементами в системе, которые осуществляют перенос свойств каждого элемента ко всем остальным элементам за счет взаимосвязей и взаимодействия между ними. Предельным случаем целостности является абсолютно целостная система, которая обладает жесткими связями и находится только в одном состоянии. Тогда говорят, что ее энтропия равна нулю.

Энтропия (от греч. entropia — поворот, превращение) — мера вероятности пребывания системы в определенном состоянии. Свойство энтропии тесно связано с мерой информации о системе и играет важную роль в системном анализе.

Далее мы рассмотрим это свойство систем более подробно.

«Абсолютно жесткие связи предполагают передачу свойств от одного элемента к другому без потерь (коэффициентом передачи: k = 1). Тогда воздействие на любой элемент системы тождественно отразится во всех элементах и в системе в целом. В реальных системах связи между элементами нс являются абсолютно жесткими (k < 1), из-за чего система может находиться в разных состояниях. В этом случае воздействие на элемент системы отразится во всех элементах и в системе в целом, но с неким „затуханием“»^[2]. Это свидетельствует о том, что в процессе взаимодействия элементов могут изменяться свойства как самих элементов, так и организации в целом, что в свою очередь отражается на их поведении. Следовательно, можно говорить о том, что система способна переходить от одного состояния к другому за счет изменения характера связей между ее элементами.

Следствием сохранения целостности системы является наличие побочных эффектов от взаимодействия элементов, которые могут иметь как положительный, так и отрицательный характер. Из этого можно сделать вывод о том, что изменения в любом элементе (части) системы всегда оказывают влияния на изменения в других частях системы. В этом случае можно говорить о наличии резонансных явлений в системе. Поэтому при исследовании состояния и поведения систем необходимо уделять особое внимание не только самим элементам системы и типу взаимосвязей между ними, но и характеру реакции элементов на результат взаимодействия частей и целого. Например, воздействие лекарств на организм человека всегда имеет побочные явления. Не существует таких лекарств, которые несли бы только положительное точечное воздействие на конкретный орган без каких-либо побочных эффектов.

Другим примером свойств целостности можно считать проявление финансового кризиса в экономических системах разных государств. Те государства, экономические системы которых были наиболее интегрированы в мировое сообщество, пострадали более всего от мирового финансового кризиса.

К существенным аспектам целостности относятся соотношения системных свойств с суммой свойств составляющих системных элементов:

• • сумма свойств системы не равна простой сумме свойств элементов системы;
• • свойства системы зависят от свойств ее составляющих элементов;
• • объединение элементов в систему приводит к утрате некоторых свойств или приобретению новых.

Например, объединение людей в коллектив требует от них изменения своего поведения для реализации целей организации. Полученная система обладает новыми свойствами по сравнению со свойствами отдельно взятых элементов, но и сами элементы утрачивают при объединении в систему часть своих свойств. Создание в организации эффективного, работоспособного коллектива во многом зависит от профессиональных и личных качеств его участников.

Зависимость свойства системы от свойств составляющих ее элементов:

где Q_s— свойства системы; q_x — свойства элементов.

Термин «интегративность» систем произошел от понятия «интеграция» (от лат. integer — целый) и часто употребляется как синоним целостности. Однако содержание этих терминов различается.

Обратите внимание!

Понятие «целостность» употребляется для описания внешней формы организации системы. Понятие «интегративность» употребляется для описания внутренних процессов, способствующих углублению взаимодействия частей в системе для сохранения ее целостности.

Интегративными называют системообразующие, системосохраняющие факторы, важными среди которых являются неоднородность и противоречивость ее элементов. К важным аспектам интегративности следует отнести соотношение свойств системы с суммой свойств составляющих ее элементов: свойства системы Q_s не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) q;.

где.

В противоположность неаддитивности существует свойство аддитивности. Это такой тип отношений между каким-либо целым и его частями, при котором свойства целого полностью определяются свойствами частей. Аддитивность означает отсутствие взаимодействий между частями целого.

Синергия (синергетичность) — свойство, связанное с однонаправленными действиями в системе, что приводит к усилению конечных результатов. Оно проявляется при нелинейном развитии элементов системы на основе качественных изменений связей и отношений между элементами целого образования.

Мультипликативность заключается в том, что отдельные эффекты (как положительные, так и негативные) от взаимодействия элементов не суммируются, а умножаются. Например, в медицине часто можно наблюдать усиление комплексного действия лекарственных веществ на организм, превышающее действие каждого компонента в отдельности.

В экономике доходы от совместного использования ресурсов или их сочетания превышают сумму доходов от использования тех же ресурсов по отдельности.

Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация означает, что реальные системы находятся в промежуточном состоянии, поскольку абсолютной целостности и абсолютной аддитивности достигнуть невозможно.

Любая реальная система всегда подвержена изменениям во времени. Поэтому ее состояние в конкретный момент времени демонстрирует некоторую тенденцию изменения: движение или в сторону целостности (укрепление связей) или аддитивности (разрушение связей). Такие тенденции американский ученый А. Холл определил как закономерности, которые он назвал прогрессирующей изоляцией — стремлением системы к состояниям со все более независимыми элементами. Такое состояние характерно при повышении дифференциации функций и стремлении системы к делению на независимые подсистемы, к самостоятельности элементов. Другими словами, стремление к еще большей упорядоченности и целостности.

Нарастающая изоляция может иметь как прогрессивный (развивающий), так и деструктивный (разрушающий) характер. В связи с этим различают два типа прогрессирующей изоляции:

• • распад системы на независимые части с потерей общесистемных свойств;
• • изменения в направлении возрастающего деления на подсистемы с ростом их самостоятельности или в направлении возрастающей дифференциации функций, что характерно для систем, включающих некоторый творческий рост или процессы эволюции и развития^[3].

Прогрессирующая систематизация — процесс, при котором изменение системы происходит в направлении увеличения свойств целостности.

Изоморфизм (изофункционализм) (от греч. isos — одинаковый, morphe — форма) и гомоморфизм (homoios — подобный) — философские и логикоматематические понятия, характеризующие соответствие между структурами объектов. Изоморфизм состоит в сходстве элементов одной системы по форме или строению с элементами другой системы. Эти два свойства систем используют в моделировании, что позволяет создавать одинаковые или подобные модели реальных объектов.

Системы являются изоморфными, если каждому элементу одной системы соответствует лишь один элемент другой системы и каждой связи в первой системе соответствует связь в другой, и наоборот.

Свойство гомоморфизма отличается от изоморфизма тем, что соотношение объектов (систем) однозначно лишь в одну сторону, т. е. гомоморфная модель приблизительно отражает структуру оригинала с определенным уровнем адекватности и ограничений.

Изофункционализм является частным случаем изоморфизма и отражает одинаковость функций в системе. Например, все системы обладают функцией организации, координации и управления.

Отсюда следует важный тезис теории систем: системы, находящиеся между собой в состоянии изоморфизма и изофункционализма, имеют сходные системные свойства.

Например:

• • из периодической системы Д. И. Менделеева следует, что химические элементы со сходной структурой имеют схожие свойства;
• • многие процессы в химии, экономике, биологии и других областях описываются экспоненциальными зависимостями от времени. В связи с этим следует ожидать сходных реакций таких систем на однотипные возмущения.

• [1] Эшби Р.

  Введение

  в кибернетику. М.: КомКнига, 2005.

• [2] Аполов О. Г. Теория систем и системный анализ: курс лекций. Уфа, 2012. URL: http://apolov-oleg.narod.ru/olderfiles/l/Lekcciya_Teoriya_sistem_i_sistemnv-7190.pdf
• [3] Аполов О. Г. Теория систем и системный анализ: курс лекций. URL: http://apolov-oleg.narodTu/olderfiles/l/Lekcciya_Teoriya_sistem_i_sistemny-7190.pdf