Парадигма системного мышления в современном мире

Основные понятия и принципы системного подхода

Система – цепь взаимосвязанных элементов.

Система – совокупность взаимосвязанных элементов, объединенных единством цели и функциональной целостностью.

Системный подход говорит о том, как взаимодействуют между собой части и целое. Доминирующая роль целого над частным. Системный подход пытается идти от целого к частям.

Системный подход – совокупность методов и средств, позволяющих исследовать свойства, структуры, функции объектов в целом (феноменальный мир).

Принципы системного подхода:

● Принцип цели ориентирует на то, что, прежде всего, необходимо выявить цель

● Принцип целостности предполагает, что исследуемый объект рассматривается или выделяется из совокупности объектов как нечто целое по отношению к окружающей среде, имеющее свои специфические функции и развивающееся по своим законам.

● Принцип сложности указывает на необходимость рассматривать объект как сложную совокупность различных элементов, находящихся в разнообразных связях между собой и со средой. Каждому элементу присуща неисчерпаемая сложность, поэтому необходимо выполнить его упрощение до уровня сохранения объектом своих существенных свойств: выявление простого в сложном и показ сложности в простом.

● Принцип историзма требует, чтобы каждый объект рассматривался исторически с точки зрения того, как он возник и какие этапы прошел до момента исследования.

● Принцип двойственности предполагает, что систему необходимо рассматривать как самостоятельную систему, так и как подсистему более высокого уровня иерархии.

● Принцип всесторонности указывает на то, объект необходимо изучать со всех сторон.

● Принцип множественности утверждает, что при исследовании объекта необходимо использовать множество моделей.

● Принцип динамизма требует, чтобы все свойства объекта необходимо рассматривались как изменяющиеся.

● Принцип сходства предполагает использование ранее полученных результатов при изучении других сходных объектов.

Парадигма системного мышления в современном мире

Специалисты в области системных исследований при анализе специфических особенностей системного мышления выделяют две основные парадигмы. Классическая парадигма основана на идее равновесия открытых систем. Новая парадигма системного мышления, которая стала формироваться в 70-80-е годы XX века, знаменует собой переход от исследования равновесных систем к анализу неравновесных и необратимых состояний систем. Отмечается при этом, что: " Исследованы специфические черты потенциального существования, представляющего собой форму целостности, в которой отсутствуют выделенные объекты и взаимодействия между ними, их пространственно-временные характеристики. Появление пространственно-временных и причинных связей становится возможным в результате нарушения исходной симметрии и " обмена устойчивости" в потенциальной структуре».

Разделенность бытия на две части, на актуальную, для характеристики которой возможно использовать представления о времени и потенциальную, для характеристики которой теряют свой смысл представления о части и целом, о времени, о пространстве и причинности и т.д. - эта разделенность бытия в общем виде оценивается как настолько весомый фактор, что именно он обуславливает необходимость перехода к новой парадигме.

Становление системного подхода. Общая теория систем Л.фон Берталанфи.

Сама история становления системного подхода убедительно показывает, что его философской основой выступает системный принцип, получивший наиболее глубокую разработку в трудах классиков марксизма-ленинизма. Именно диалектический материализм дает наиболее адекватное философско-материалистическое истолкование истемного подхода: методологически оплодотворяясь им он вместе с тем обогащает собственное содержание; при этом однако, между диалектикой и системным подходом постоянно сохраняется отношение субординации, так как они представляют разные уровни методологии; системный подход выступает как конкретизация принципов диалектики применительно к исследованию, проектируемых и конструированных объектов как систем.

В начале 90-х гг. происходит становление системного подхода в исследовании " русского вопроса". Первую попытку изучения русского общества с точки зрения системного подхода сделал в 70-е гг. Л.Н. Гумилев. Предмет его исследования - этнический аспект проблемы. В этом плане наиболее обстоятельно исследованы вопросы, связанные с изучением социальной активности в истории (теория пассионарности), этнической комплиментарности, процессов становления этносов и влияния этнических факторов на культуру.

Общая теория систем

Берталанфи выступал за замену механистических основ науки холистическим видением:

" Общая теория систем -- это общая наука о целостности. В своей совершенной форме она должна представлять математическую дисциплину, по сути чисто формальную, но применимую к различным эмпирическим наукам. Для наук, имеющих дело с организованными целыми, она бы могла иметь такое же значение, какое имеет теория вероятности для наук, занимающихся случайными событиями."

Берталанфи подчеркивал принципиальное различие между физическими и биологическими системами.

Идя к этой цели, Берталанфи четко выделил дилемму, которая озадачивала ученых еще в девятнадцатом столетии, когда в научном мышлении только зародилась новаторская идея эволюции. Если ньютоновская механика была наукой сил и траекторий, то эволюционное мышление -- мышление, основанное на переменах, росте и развитии, -- требовало новой науки о сложных системах. Первой формулировкой этой новой науки стала классическая термодинамика с ее знаменитым вторым законом -- законом рассеяния энергии. Согласно второму закону термодинамики, впервые сформулированному французским физиком Сади Карно в рамках технологии тепловых двигателей, в физических процессах существует тенденция движения от порядка к беспорядку. Любая изолированная, или закрытая, система будет спонтанно развиваться в направлении постоянно нарастающего беспорядка.

Для того чтобы выразить это направление эволюции физических систем в точной математической форме, физики ввели новую величину, назвав ее энтропией. Согласно второму закону, энтропия закрытой физической системы постоянно возрастает, а поскольку эта эволюция сопровождается увеличением беспорядка, то именно энтропию можно рассматривать как меру беспорядка. Вместе с понятием энтропии и формулировкой второго закона термодинамика ввела в научный обиход идею необратимых процессов -- понятие " стрелы времени". Согласно второму закону, некоторая часть механической энергии всегда рассеивается в виде тепла и не может быть полностью восстановлена. Таким образом, вся мировая машина постепенно замедляет ход и в конце концов должна полностью остановиться. Эта зловещая картина космической эволюции явила разительный контраст эволюционному мышлению биологов XIX века, которые видели, как живая вселенная развивается от беспорядка к порядку, к состояниям, характеризующимся нарастающей сложностью. В конце XIX столетия ньютоновская механика, наука о бесконечных и обратимых траекториях, была дополнена двумя диаметрально противоположными взглядами на эволюционные перемены -- видением, с одной стороны, живого мира, который разворачивается в сторону нарастания порядка и сложности, а с другой -- изношенного двигателя, угасающего мира с неуклонно нарастающим беспорядком. Кто же прав, Дарвин или Карно?

Людвиг фон Берталанфи не мог разрешить эту дилемму, но он сделал первый существенный шаг, признав, что живые организмы являются открытыми системами, которые не могут быть описаны в рамках классической термодинамики. Он назвал такие системы " открытыми", поскольку, чтобы поддерживать свою жизнь, им приходится подпитывать себя через непрерывный поток материи и энергии из окружающей среды:

Организм -- это не статическая система, закрытая для внешнего окружения и всегда содержащая идентичные компоненты; это открытая система в (квази-) устойчивом состоянии: материал непрерывно поступает в нее из окружающей среды и в окружающую среду уходит.

В отличие от закрытых систем, находящихся в состоянии теплового баланса, открытые системы далеки от равновесия и поддерживают себя в " устойчивом состоянии", которое характеризуется непрерывным потоком и изменениями. Для описания этого состояния динамического равновесия Берталанфи применил немецкое выражение Fliessgleichge-wicht (" текучее равновесие" ). Он отчетливо представлял себе, что классическая термодинамика, имеющая дело с закрытыми системами, которые находятся в точке равновесия или рядом с ней, непригодна для описания открытых систем в устойчивых состояниях, далеких от равновесия.

В открытых системах, рассуждал Берталанфи, энтропия (или беспорядок) может снижаться, и второй закон термодинамики здесь неприложим. Он утверждал, что классическая наука должна быть дополнена новой термодинамикой открытых систем. Однако в 1940-е годы математический инструментарий, требуемый для такого расширения, не был доступен Берталанфи. Формулировку новой термодинамики для открытых систем пришлось ждать до 1970-х. Это было великое открытие Ильи Пригожина: он использовал новую математику для переоценки второго закона, радикально переосмыслив традиционные научные взгляды на порядок и беспорядок, что позволило ему недвусмысленно разрешить конфликт двух противоположных взглядов на эволюцию, зародившихся в девятнадцатом веке.

Берталанфи удачно определил сущность устойчивого состояния как процесс метаболизма, что привело его к постулированию саморегуляции как еще одного ключевого свойства открытых систем. Эта идея была доведена до совершенства Ильей Пригожиным тридцать лет спустя в виде теории самоорганизации диссипативных структур.

Видение Людвигом фон Берталанфи " общей науки целостности" было основано на его наблюдении того, что системные понятия и принципы могут быть применены в разнообразных областях исследований. " Параллелизм общих понятий или даже специальных законов в различных областях, -- пояснял он, -- является следствием того факта, что они касаются систем и что определенные общие принципы применимы к системам любой природы". Поскольку живые системы перекрывают широчайший диапазон явлений, включая индивидуальные организмы, их части, социальные системы и экосистемы, Берталанфи полагал, что общая теория систем могла бы обеспечить идеальную концептуальную структуру для объединения различных научных дисциплин, которые страдают изолированностью и фрагментарностью:

Общая теория систем должна стать... важным средством контроля и поощрения при переносе принципов из одной области науки в другую. Тогда отпадет необходимость повторно или троекратно открывать один и тот же принцип в различных изолированных друг от друга сферах. В то же время, сформулировав точные критерии, общая теория систем будет оберегать науку от бесполезных, поверхностных аналогий.

Берталанфи так и не увидел свою концепцию реализованной, и, возможно, общая наука о целостности, как он ее себе представлял, никогда не будет сформулирована. Тем не менее уже два десятилетия после его смерти (1972 г.) развивается системная концепция жизни, разума и сознания, которая выходит за рамки обычных дисциплин и действительно обещает объединить различные ранее изолированные области исследований. И хотя эта новая концепция жизни скорее исходит из кибернетики, чем из общей теории систем, она безусловно многим обязана тем понятиям и методологии, которыми обогатил науку Людвиг фон Берталанфи.

Вступление

ЗРТС-96 (Система ЗРТС) была разработана в 1996 году в рамках ТРИЗ-96.

Главной целью разработки ЗРТС-96 являлось создание такой модели ЗРТС, которая позволяла бы делать сквозное описание-обоснование развития одной и той же ТС от ее зарождения-рождения до ее смерти-послесмертия с использованием всех без исключения ЗРТС, а также жестко привязать все без исключения ЗРТС к этапам-стадиям-шагам развития ТС.

Тезис 1. Развитие ТС

Развитие ТС можно охарактеризовать как количественно, так и качественно.

Количественная характеристика развития ТС отражает количество (величину) изменений ТС во времени (за один акт изменения). Качественная характеристика развития ТС отражает качество (степень) изменения ТС во времени (за один акт изменения).

С позиции количественной оценки развития ТС можно выделить, как минимум, медленное и быстрое развитие ТС. С позиции качественной оценки развития ТС можно выделить, как минимум, эволюционное и революционное развитие ТС. Эволюционное развитие ТС предполагает маленькие качественные скачки в развитии ТС, революционное развитие ТС - большие.

Траектория развития ТС определяется множеством факторов развития, в том числе сочетанием внутренних и внешних ЗРТС. При этом развитие ТС определяется не только развитием самой ТС, но и развитием технологической системы (надсистемы, в которую входит данная ТС), а также развитием подсистем ТС.

Тезис 2. Базовая кривая развития ТС

Базовая кривая развития ТС имеет Г-образную форму и отражает изменение технических характеристик ТС в приведенном историческом времени.

Приведенное историческое время – это время, учитывающее неравномерность научно-технического прогресса в области данной ТС и очищенное от соответствующей этому неравномерности течения реального исторического времени.

S-образная форма кривой развития ТС появляется только в периоды ускорения научно-технического прогресса и отражает изменение технических характеристик ТС в реальном историческом времени.

Тезис 3. Этапы развития ТС

Г-образная кривая предполагает, как минимум, наличие двух частей – двух этапов развития ТС.

1-й этап (структурирование) – это этап быстрого развития, 2-й этап (согласование) – этап медленного развития (этап приближения к техническим пределам развития данной ТС).

Структурирование

Это этап, отражающий рождение ТС и формирование ее облика.

Согласование

Это этап, отражающий доводку ТС и ее смерть и послесмертие.

Тезис 4. Стадии развития ТС

2 этапа развития ТС можно разбить на 5 стадий.

1-я стадия (синергия) отражает процесс рождения ТС, 2-я стадия (достройка) – процесс развертывания ТС, 3-я стадия (управляемость) – процесс повышения степени управляемости ТС, 4-я стадия (гармонизация) – процесс внутренней и внешней гармонизации различных сторон ТС и ее внешнего окружения, 5-я стадия (свертывание) – процесс смерти и послесмертия ТС.

Синергия

Объединение частей в целое, способное породить новое качество, реализовать новые возможности.

Достройка

Развертывание структуры ТС.

Управляемость

Повышение степени управляемости ТС.

Гармонизация

Установление внутренней и внешней координации, гармонии, баланса, согласованности между различными сторонами ТС и внешнего окружения ТС.

Свертывание

Преобразование целого, сопровождающееся существенным изменением его системного качества и позволяющее говорить о смерти этого целого и/или о переходе его в новую жизнь.

Тезис 5. Шаги развития ТС

Каждую из 5 стадий развития ТС можно разбить на 6 шагов.

1-й шаг (структура) отражает развитие структуры ТС и ее частей, 2-й шаг (процесс) – развитие процесса функционирования ТС и ее частей, 3-й шаг (состояние) – развитие состояния ТС и ее частей, 4-й шаг (форма) – развитие формы ТС и ее частей, 5-й шаг (параметр) – развитие параметров ТС и ее частей, 6-й шаг (функция) - развитие функций ТС и ее частей.

Структура (пространственно-временная организация элементов и связей)

Развитие пространственной структуры ТС и ее частей.

Процесс (порядок функционирования)

Развитие временной структуры ТС и ее частей (развитие порядка функционирования ТС и ее частей во времени).

Состояние (вещественно-полевая характеристика)

Развитие вещественно-полевых состояний ТС и ее частей.

Форма (геометрическая характеристика)

Развитие формы ТС и ее частей.

Параметр (количественная технико-экономическая характеристика)

Развитие параметров ТС и ее частей.

Функция (качественная отличительная характеристика)

Развитие функций ТС и ее частей.

Тезис 6. Этажи развития ТС

Г-образная кривая (этапы и стадии) отражает не только развитие ТС в целом, но и развитие ее подсистем, узлов и деталей в отдельности. Процесс развития ТС может идти различными путями, в том числе равномерно на всех этажах, неравномерно, только на отдельных этажах, мелкими шажками, большими скачками и т.д. Характер этого процесса определяется как внутренними, так и внешними факторами развития ТС.

Тезис 7. Механизм развития ТС

Базовым механизмом развития ТС является идеализация.

Идеализацию схематично можно представить в виде стремления к бескомпромиссному улучшению параметров.

Три варианта идеализации:

1-й вариант – когда рассматриваемый объект (ситуация) имеет только одно возможное состояние, при котором один параметр положителен, а другой параметр отрицателен.

2-й вариант – когда рассматриваемый объект (ситуация) имеет два возможных состояния с противоположными характеристиками параметров или две непересекающиеся области изменения параметров.

3-й вариант – когда рассматриваемый объект (ситуация) имеет непрерывную область изменения параметров, позволяющую оптимизировать их сочетание друг с другом, но не имеющую состояния, когда оба параметра максимально положительны.

В 1-м варианте возможен только один путь (направление) движения к идеальному конечному результату, во 2-м варианте – два пути, в 3-м варианте – три пути.

Тезис 8. Виды ЗРТС

ЗРТС представляют собой не простое, а " схематическое" множество закономерностей. Одни из этих закономерностей действуют всегда и везде, другие только здесь и сейчас.

ЗРТС подразделяются на внутренние и внешние по отношению к самой ТС. При этом внешние ЗРТС могут являться более значимыми для развития ТС чем внутренние.

Тезис 9. Закономерные ряды развития ТС

Закономерные ряды (ЗР) представляют собой наиболее вероятные направления развития ТС.

Этот ряд описывает закономерность иерархического восхождения, связанного не только с появлением подсистемных уровней ТС, но и с формированием надсистемных уровней ТС.