Закономерности развития систем

В последнее время при исследовании, моделировании и создании систем все больше начинает осознаваться необходимость учета принципов их изменения во времени, для понимания которых могут помочь закономерности рассматриваемой группы.

Историчность. Казалось бы очевидно, что любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает, и каждый легко может привести примеры становления, расцвета, упадка (старения) и даже смерти (гибели) биологических и социальных систем. Все же для конкретных случаев развития организационных систем и сложных технических комплексов трудно определить периоды их расцвета и старения. Не всегда руководители организаций и конструкторы технических систем учитывают, что время является непременной характеристикой системы, что каждая система подчиняется закономерности историчности, и что эта закономерность — такая же объективная, как целостность, иерархическая упорядоченность и др.

Поэтому в практике проектирования и управления на необходимость учета закономерности историчности начинают обращать все больше внимания. При этом закономерность историчности можно учитывать, не только пассивно фиксируя старение, но и использовать для предупреждения смерти системы, разрабатывая механизмы реконструкции, реорганизации системы для сохранения ее в новом качестве.

Пример

При разработке автоматизированных систем управления (АСУ) рекомендовалось примерно в середине периода проектирования предшествующей очереди развития (АСУ 1-й, 2-й очереди и т. д.) начинать концептуальное проектирование и формирование технического задания (ТЗ) на проектирование последующей очереди АСУ (что условно показано на рис. 1.22). Аналогичная процедура обновления Комплексной программы (прогноза) и Основных направлений экономического и социального развития страны в середине каждой пятилетки была предусмотрена в СССР в период реформ 70-х гг. XX в.

При создании сложных технических комплексов рекомендуется уже в процессе проектирования корректировать технический проект с учетом старения идеи, положенной в его основу,.

Рис. 1.22.

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) и при создании технической документации, сопровождающей систему, включать в нее не только вопросы эксплуатации системы, но и срок жизни, ликвидацию. При регистрации предприятий требуется, чтобы в уставе был предусмотрен этап ликвидации предприятия.

Закономерность самоорганизации. В числе основных особенностей самоорганизующихся систем с активными элементами в параграфе 1.5 были названы способность противостоять энтропийным тенденциям, способность адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру и т. п. В основе этих внешне проявляющихся способностей лежит более глубокая закономерность, базирующаяся на сочетании в любой реальной развивающейся системе двух противоречивых тенденций: с одной стороны, для всех явлений, в том числе и для развивающихся, открытых систем, справедлив второй закон термодинамики («второе начало»), т. е. стремление к возрастанию энтропии; а с другой стороны, наблюдаются негэнтропийные тенденции, лежащие в основе эволюции. Дж. ван Гиг называет эту особенность развивающихся систем «дуализмом» [26].

Обе тенденции присущи всем уровням развития материи. Однако на уровнях неживой природы негэнтропийные тенденции слабы и их редко удается измерить, а по мере развития материи, особенно начиная с биологического уровня, противодействие «второму началу» становится явно наблюдаемым (что и послужило для Берталанфи основанием для выделения особого класса открытых систем, обладающих специфическими закономерностями, и в частности, наличием негэнтропийных тенденций, противостоящих «второму началу»). А у человека и в организационных системах негэнтропийные тенденции не только наблюдаются, но иногда и измеряются (например, по соответствующим тестам можно определить природную любознательность или «школьный потенциал» личности, являющийся основой ее активности в познавательной и преобразующей деятельности).

При моделировании негэнтропийных тенденций в технических системах Я. З. Цыпкин ввел понятие адаптивности и разработал теорию адаптивных систем. Первоначально этот термин был перенесен и на организационные системы. Однако удобнее оказалось для таких систем ввести термин «повышение организованности, порядка» и назвать закономерность проявления негэнтропийных тенденций закономерностью самоорганизации^[1].

Исследованием процессов самоорганизации занимаются различные научные направления — от химии и биологии до кибернетики и теории систем. При изучении этой закономерности большой вклад внес А. Г. Ивахненко, разработавший теорию самоорганизации применительно к техническим системам.

Важные результаты в понимании закономерности самоорганизации получены в исследованиях, которые относят к развивающейся науке, называемой синергетикой.

Термин «синергетика» был введен немецким физиком Г. Хакеном при проведении исследований кооперативных процессов («синергизм») в лазерах и неравновесных фазовых переходов. Этим термином Хакен предложил назвать междисциплинарное направление для объединения аналогичных явлений в других физических средах.

В этом смысле термин «синергетика» больше соответствует закономерности целостности, понятию синергизма в биологии. В то же время термин «синергизм» не отражает появления у целого новых свойств, поэтому в теории систем принят термин «эмерджентность» (от emerge — появляться).

Бельгийский ученый И. Р. Пригожин, также назвавший свою науку о самоорганизации синергетикой, пришел к интересным идеям из анализа специфических химических реакций, которые приводят к образованию нестабильной, диссипативной (распадающейся) пространственной структуры^[2], образующейся за счет диссипации (рассеяния) энергии, использованной системой, и способной воспринимать новую энергию из среды, благодаря чему может изменяться прежняя структура и система может переходить в новое состояние. Простейшим аналогом подобных структур, исследуемых термодинамикой, является эффект Бенара (структура, возникающая в момент начала кипения).

В дальнейшем И. Р. Пригожин и его последователи показали, что такие явления возникают в нелинейных неравновесных системах под воздействием флюктуаций в состояниях, когда система удалена от точки термодинамического равновесия. Точки, в которых возможен переход системы в новое состояние, называют точками бифуркации (раздвоения, разветвления), поскольку в них возникает выбор (зависящий от случайных факторов), в какое из новых состояний перейти системе.

Синергетика И. Р. Пригожина является основой закономерности самоорганизации.

Однако понятия, введенные в ней применительно к химическим процессам, пока еще недостаточно хорошо интерпретированы для социально-экономических систем, и поэтому в теории систем для объяснения закономерности, лежащей в основе развития системы, предпочтение отдано термину «закономерность самоорганизации» .

Первоначально, опираясь на Берталанфи, исследователи объясняли способность системы противостоять энтропийным тенденциям ее открытостью, т. е. взаимодействием системы со средой.

В частности, Л. А. Растригин начинает объяснение этой закономерности в своей популярной брошюре так: «Всякая система, изолированная от других систем, может только разрушаться (энтропийные тенденции. -Авт.)…»

Но в дальнейшем появились исследования, опирающиеся на активное начало компонентов системы.

Поиском «гена» развивающейся информационной системы занимался Ф. Е. Темников (см. гл. 4); закономерности системогенетики исследует А. И. Субетто [77]; в рассматриваемой в гл. 5 модели «пространства инициирования целей» (В. Н. Сагатовского, Ф. И. Перегудова и др. [9, 66]), наряду с взаимодействием со сложной средой, учитываются инициативы собственно системы, обусловленные самодвижением целостности, активностью элементов системы.

В сложных развивающихся системах закономерность самоорганизации проявляется в том, что в зависимости от преобладания энтропийных или негэнтропийных тенденций система любого уровня может либо развиваться в направлении более высокого уровня эквифинальности и переходить на него, либо, напротив, может происходить энтропийный процесс упадка и перехода системы на более низкий уровень существования.

Исследование глубинных причин самоорганизации, самодвижения целостности показывает, что основой рассматриваемой закономерности является диалектика части и целого в системе. Оценка степени целостности помогает найти точку начала снижения эффективности функционирования системы, в которой целесообразен переход на новый уровень эквифинальности.

Стремясь понять и лучше отразить в модели процесс развития, становления системы, полезно дополнить рассматриваемую группу закономерностей закономерностями, базирующимися на законах диалектики.

Например, в учебнике А. А. Денисова и Д. Н. Колесникова [5] предлагается учитывать при моделировании сложных развивающихся систем закономерности диалектики, такие как изменчивость, единство противоположностей, переход количественных изменений в коренные качественные. Эти закономерности использованы при разработке формализованного аппарата информационного анализа систем в гл. 3.

• [1] Этот термин не вполне точно отражает «дуализм» энтропийно-негэнтропийных тенденций в развивающихся системах. Возможно, в дальнейшем для этой закономерности будет найдено более точное название.
• [2] За исследования по термодинамике диссипативных структур И. Р. Пригожину была присуждена Нобелевская премия.