Реферат: Закономерности систем. Классификация закономерностей
Кроме эмерджентных свойств, у системы сохраняются отдельные свойства, свойственные ее элементам.
Целостность возникает благодаря связям в системе, которые осуществляют перенос (передачу) свойств каждого элемента системы ко всем остальным элементам. Предельным случаем целостности является абсолютная целостная система. Благодаря абсолютно жестким связям такая система может находиться только в одном состоянии. Абсолютно жесткие связи предполагают передачу свойств от элемента к элементу без потерь, тогда воздействие на любой элемент системы тождественно отразится во всех элементах и в системе в целом. В реальных системах связи между элементами не являются абсолютно жесткими, из-за чего система может находиться в нескольких состояниях. В этом случае воздействие на элемент системы отразится во всех элементах и в системе в целом, но с неким «затуханием». Следствием целостности является наличие побочных эффектов как положительных, так и отрицательных. Когда осуществляется какое-либо изменение в одной части системы, его влияние распространяется в разные стороны, подобно кругам на воде от брошенного в нее камня; поэтому действия в пределах системы не могут быть ограничены только отдельной ее частью. Ярким примером является воздействие лекарств на организм: нет такого лекарства, которое, кроме положительного воздействия на больной орган, не имело бы побочных эффектов его применения для других частей организма (иногда положительных, но чаще отрицательных).
К важным аспектам целостности следует отнести соотношение свойств системы с суммой свойств составляющих ее элементов: свойства системы не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов. Объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств (вернее сказать, утрачивают способность проявлять часть своих свойств), присущих им вне системы, т.е. система как бы подавляет ряд свойств элементов; но, с другой стороны, элементы, попав в систему, получают возможность проявить свои потенциальные свойства, которые не могли быть проявлены вне системы, т. е. они как бы приобретают новые свойства.
Аддитивность – поведение объекта, состоящего из совокупности частей, совершенно не связанных между собой; здесь изменение в каждой части зависит только от самой этой части. Такое свойство называют физической аддитивностью, суммативностью, независимостью, обособленностью. Если изменения в системе представляют собой сумму изменений в ее отдельных частях, то такое поведение называется обособленным, или физически суммативным. Свойство физической аддитивности проявляется у системы, как бы распавшейся на независимые элементы. В этом крайнем случае, когда ни о какой системе говорить уже нельзя, мы получаем некоторую вырожденную систему. Если считать элементы системы неделимыми, то энтропия аддитивного образования достигает максимума.
Синергизм (от греческого сотрудничество, содействие) проявляется в виде мультипликативного эффекта при однонаправленных действиях. Мультипликативность отличается от аддитивности тем, что отдельные эффекты не суммируются, а перемножаются.
Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация. Поскольку абсолютная целостность и абсолютная аддитивность не более чем абстракция, то реальные системы находятся где-то в промежуточной точке на оси целостность – аддитивность. Поскольку большинство реальных систем изменяется во времени, то их состояние в конкретный момент времени можно охарактеризовать тенденцией к изменению состояния в сторону целостности или аддитивности. Для оценки этих тенденций американский ученый А. Холл ввел две сопряженные закономерности, которые он назвал: прогрессирующая факторизация – стремление системы к состоянию со все более зависимыми элементами; прогрессирующая систематизация – стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т. е. к большей целостности.
Если изменения в системе приводят к постепенному переходу от целостности к суммативности, то говорят, что система подвержена прогрессирующей изоляции (факторизации). Прогрессирующая изоляция может носить как прогрессивный (развивающий) характер, так и деструктивный. 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 увеличением их самостоятельности или в направлении возрастающей дифференциации функций, что характерно для систем, включающих в себя некоторый творческий рост или процессы эволюции и развития.
Прогрессирующая систематизация – это, в противоположность прогрессирующей изоляции, процесс, при котором изменение системы идет в сторону целостности. Прогрессирующая систематизация может состоять в усилении ранее существовавших связей между частями системы, появлении и развитии новых связей между ранее не связанными между собой элементами или подсистемами, добавлении в систему новых элементов.
Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация не являются взаимоисключающими явлениями – они могут проходить в системе одновременно или протекать последовательно, сменяя друг друга.
Изоморфизм и изофункционализм. Изоморфизм – это сходство объектов по форме или строению. Это означает, что системы, рассматриваемые отвлеченно от природы составляющих их элементов, являются изоморфными друг другу, если каждому элементу одной системы соответствует, лишь один элемент второй и каждой связи в первой системе соответствует связь в другой и наоборот. Если ввести в описание систем в качестве параметра время, т. е. рассматривать их в динамике, то понятие изоморфизма можно расширить до так называемого изофункционализма и с его помощью сопоставлять сходные процессы (физические, химические, производственные, экономические, социальные, биологические и др.). Отсюда следует общесистемная закономерность: системы, находящиеся между собой в состоянии изоморфизма и изофункционализма, имеют сходные системные свойства.
Закономерности иерархической упорядоченности систем
Группа закономерностей иерархической упорядоченности систем тесно связана с закономерностью целостности; кроме того, большое внимание направлено на взаимодействие системы с ее окружением, со средой, надсистемой, с подчиненными системами. К этой группе закономерностей относятся коммуникативность и иерархичность.
Коммуникативность. Любая система не изолирована от других систем, но связана множеством коммуникаций с окружающей средой, которая представляет собой сложное и неоднородное образование, содержащее: надсистему (систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе); элементы или подсистемы (нижележащие, подведомственные системы); системы одного уровня с рассматриваемой. Такое сложное единство системы со средой названо закономерностью коммуникативности.
В силу закономерности коммуникативности каждый уровень иерархической упорядоченности имеет сложные взаимоотношения с вышестоящим и нижележащим уровнями. Отсюда следует, что каждый уровень иерархии как бы обладает свойством «двуликого Януса»: «лик», направленный в сторону нижележащего уровня, имеет характер автономного целого — системы; «лик», направленный в сторону вышестоящего уровня, проявляет свойства зависимой части — элемента вышестоящей системы.
Иерархичность. Закономерность иерархичности заключается в том, что любую систему можно представить в виде иерархического образования. При, этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности. Более высокий иерархический уровень объединяет элементы нижестоящего и оказывает на них направляющее воздействие. В результате подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства, отсутствовавшие у них в изолированном состоянии. А возникшее в результате объединения нижестоящих элементов новое целое приобретает способность осуществлять новые функции (проявляется закономерность эмерджентности), в чем и состоит цель образования иерархий. Эти особенности иерархических систем наблюдаются как на биологическом уровне развития Вселенной, так и в социальных организациях, при управлении предприятием, объединением или государством, а также при представлении замысла проектов сложных технических комплексов и т. и. Использование иерархических представлений оказывается полезным в случае исследования систем и проблемных ситуаций с большой неопределенностью. При этом происходит как бы расчленение «большой» неопределенности на более «мелкие», лучше поддающиеся исследованию. Даже если эти мелкие неопределенности не удастся полностью раскрыть и объяснить, то все же иерархическое упорядочение частично снимает общую неопределенность и обеспечивает, по крайней мере, более эффективное управляющее решение.
Закономерности осуществимости систем
Закон «необходимого разнообразия» У.Р. Эшби. Для уменьшения разнообразия (беспорядка) необходимо привнести в систему информацию (управляющее воздействие) – негэнтропию, которую ошибочно представляют как энтропию с отрицательным знаком. Негэнтропия действительно измеряется в тех же единицах, как и энтропия, направление ее действительно противоположно энтропии, и увеличение негэнтропии вызывает такое же уменьшение энтропии. Несмотря на это, негэнтропия и энтропия изменяются в системе, но разным самостоятельным закономерностям, и их абсолютные значения мало зависят друг от друга. При увеличении энтропии увеличивается размерность систем и количество независимых факторов – переменных. Одновременно с ростом энтропии увеличивается и неопределенность, неупорядоченность, беспорядок системы. Чтобы их уменьшить, необходимо ввести в систему негэнтропию, или информацию. При прогрессивном развитии системы, при ее организации и упорядочении больше увеличивается негэнтропия, чем энтропия. При деструкции, дезорганизации системы, наоборот, больше увеличивается энтропия, чем негэнтропия.
Какие имеются возможности по уменьшению энтропии объекта субъектом? У.Р. Эшби сформулировал закономерность, известную под названием «закон необходимого разнообразия».
Когда лицо N, принимающее решение, сталкивается с проблемой D, решение которой для него неочевидно, то имеет место некоторое разнообразие возможных решений, оцениваемое энтропией ЭD. Этому разнообразию противостоит «разнообразие» исследователя ЭN – разнообразие известных ему методов и приемов решения проблемы и способность сгенерировать новые. Задача исследователя заключается в том, чтобы свести разность разнообразий ΔЭ = ЭD – ЭN к минимуму, в идеале – к нулю. Эшби доказал теорему, на основе которой формулируется следующий вывод: ΔЭ может быть уменьшена лишь за счет соответствующего роста ЭN. Говоря более образно, только разнообразие в N может уменьшить разнообразие, создаваемое в D, только разнообразие может уничтожить разнообразие.
Итак, для успешного решения задачи управления управляющая система (техническая или организационная) должна иметь большее (или, по крайней мере, равное) разнообразие (свободу выбора), чем объект управления.
Эквифинальность. Термин «эквифинальность» предложил Л. фон Берталанфи для описания закономерности открытых систем. Дело в том, что состояние равновесия в закрытых системах полностью определяется начальными условиями. Для открытых же систем их конечное состояние не зависит от начального состояния, а определяется особенностями протекающих внутри системы процессов и характером ее взаимодействия со средой. Эквифинальность – это способность системы достигать определенного состояния, которое не зависит ни от времени, ни от ее начальных условий, а определяется исключительно ее параметрами. Эта закономерность характеризует как бы предельные возможности системы, что важно учитывать при проектировании, как организаций, так и информационных систем. Это одна из наименее исследованных закономерностей. Вот ряд вопросов, касающихся этой закономерности, которые в настоящее время еще не изучены:
1. какие именно параметры в конкретных системах обеспечивают свойство эквифинальности?
2. как обеспечивается это свойство?
3. как проявляется закономерность эквифинальности в организационных системах?
Закономерности развития
Историчность. Из диалектики известно, что любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает — любая система имеет свой жизненный цикл. Жизненный цикл – это период времени от возникновения потребности в системе и ее становления до снижения эффективности функционирования и «смерти» или ликвидации системы.
В последнее время понятие жизненного цикла стали связывать с закономерностью историчности – время является непременной характеристикой системы, поэтому каждая система исторична.
Если для биологических и социальных систем легко можно привести примеры становления, расцвета, упадка и даже смерти (гибели), то для конкретных случаев развития организационных систем и сложных технических комплексов трудно определить эти периоды. Не всегда руководители организаций и конструкторы технических систем учитывают закономерности историчности.
В последнее время специалисты и руководители все больше начинают осознавать необходимость учета закономерности историчности систем при исследовании, моделировании, проектировании и управлении.
При создании сложных технических комплексов предлагают корректировать технический проект с учетом старения идеи, положенной в его основу, уже в процессе проектирования и создания системы. Рекомендуется в процессе проектирования рассматривать не только вопросы создания и обеспечения развития системы, но и вопрос о том, когда и как ее нужно уничтожить (возможно, предусмотрев «механизм» ее уничтожения или самоликвидации). Рекомендуется при создании технической документации, сопровождающей систему, включать в нее не только вопросы эксплуатации системы, но и срок жизни, ликвидацию ее. При регистрации предприятия требуется, чтобы в уставе был предусмотрен этап его ликвидации.
Рост и развитие. Любая система со временем претерпевает количественные и качественные изменения. Для этих изменений вводятся понятия «рост» и «развитие». Важно различать эти понятия, поскольку рост и развитие далеко не одно и то же, и далее не обязательно одно связано с другим.
Рост – это увеличение в числе и размерах.