Лекція 1.1 Основні поняття теорії систем та системного підходу
Характеристика системних законів. Основні напрями системних досліджень.
Основні проблеми теорії систем. Історія розвитку загальної теорії систем.
Сутність та методологія системного підходу. Роль системного підходу в науці і практиці.
Характеристика системних законів. Основні напрями системних досліджень
Розглядаючи системний підхід, можна виділити дві світоглядні парадигми. Перша визнає системність як об'єктивну властивість всього сущого, як найважливішу характеристику матерії. Згідно другої парадигми, системність являє собою не властивість матерії, а властивість суб'єкта пізнання.
Ми будемо виходити з того, що системність є властивістю людського мислення та практичної діяльності, а також властивістю матерії. Системність мислення витікає із системності світу. Результати сучасних наукових досліджень свідчать, що світ є ієрархічною системою систем, що знаходяться в розвитку. Крім того, аргументами об’єктивної системності світу є природничі знання. Системність є загальною властивістю матерії. Деякі вчені називають системність формою існування матерії. Такі форми існування матерії, як час, простір, рух, структурованість, є частковими проявами системності навколишнього світу. Всі об’єкти, які нас оточують, є системами. Більше того, ми, як біологічні та соціальні організми, є складними системами.
У становленні та розвитку системного мислення важлива роль належить фундаментальним науковим відкриттям. Представимо фундаментальні наукові відкриття, що сформували передумови становлення і розвитку системного мислення. В історії науки останніх століть виділяють три основні рівні пізнання навколишнього світу:
1 Перший рівень. Створення основ сучасної фізики і механіки. Розвиток методології багатофакторного аналізу стану і розвитку еволюційних фізичних процесів і явищ.
2 Другий рівень. Створення основ дарвінізму. Перенесення ідеї руху та безперервної мінливості у сферу живої матерії.
3 Третій рівень. Виявлення єдності всіх еволюційних процесів, що відбуваються на Землі: хімічних, біологічних, фізичних, соціальних тощо.
У результаті всіх земних еволюційних процесів відбувається ускладнення структур систем живої та неживої природи. Для визначення процесів виникнення складних структур при відсутності нав’язаного зовнішньою дією порядку використовують термін «самоорганізація».
Самоорганізація (Б. Прикін) − це здатність матеріальних частин живої і неживої матерії до самоускладнення, створення більш упорядкованих структур у штучному та природному ході еволюції та їх спрямованості знаходити ефективні альтернативи об’єднання в системи зі зменшуваною їх енергомісткістю.
Одним із проявів самоорганізації вважається виникнення та існування життя.
Процеси самоорганізації вивчає сучасний міждисциплінарний розділ науки − синергетика.
Синергетика (Б. Прикін) − це теорія самоорганізації систем за рахунок спонтанного їх переходу від відкритих нерівноважних станів у рівноважні, від менш упорядкованих до більш упорядкованих форм їх організації.
Розглянемо основні системні закони виведені різними вченими:
1 «Закон необхідної різноманітності» (У.Р. Ешбі). Зростання різноманітності елементів систем може призводити як до підвищення стійкості, так і до її зниження.
2 «Закон ієрархічних компенсацій» (Є. А. Сєдов). Закон фіксує, що «дійсне зростання різноманітності на вищому рівні забезпечується його ефективним обмеженням на попередніх рівнях».
3 «Закон мінімуму» (А.А. Богданов), узагальнюючий принципи Лібіха і Мітчерліха. Закон фіксує: «стійкість цілого залежить від найменших відносних опорів всіх його частин у будь-який момент».
4 «Закон розбіжності» (Г. Спенсер). Закон відомий як принцип ланцюгової реакції: активність двох тотожних систем має тенденцію до прогресуючого накопичення відмінностей. При цьому розбіжність вихідних форм йде «лавиноподібно», у геометричній прогресії.
5 «Закон досвіду» (У.Р. Ешбі). Охоплює дію особливого ефекту, частковим вираженням якого є те, що «інформація, пов'язана зі зміною параметра, має тенденцію руйнувати і заміщати інформацію про початковий стан системи».
6. Закон співвідношення частини і цілого − система як ціле, більше від суми елементів, що її складають.
7. Закон сукупних властивостей системи, або закон емерджентності, − властивості системи не зводяться до властивостей її елементів, а є результатом їх інтеграції.
8. Закон залежності властивостей системи не тільки від властивостей складових елементів, але і взаємозв’язків між ними − дві системи, які містять тотожні елементи, можуть бути не схожими за властивостями через різницю у характері зв’язків.
9. Закон взаємозв’язку структури і функції − структура і функції системи є взаємообумовленими.
10. Закон функціональної цілісності системи − функціональна інтеграція елементів у системі.
11. Закон простоти і складності системи − чим простіша система, чим із меншої кількості елементів і зв’язків вона складається, тим менше вона виявляє системну якість, і чим складніша система, тим більш несхожим є її системний ефект порівняно із властивостями кожного елемента.
12. Закон закритих систем − закриті системи підкоряються другому закону термодинаміки та прямують до максимальної неупорядкованості.
13. Закон відкритих систем − відкриті системи завдяки введенню негентропії можуть зберігати високий рівень організованості і розвиватися у напрямі збільшення порядку та складності.
14. Закон взаємозв’язку складності системи та її стійкості, який свідчить про те, що ускладнення систем приводить до зменшення її стійкості. Чим складніша система, тим менше вона стійка.
15. Закон рівноваги системи − система знаходиться у стані рівноваги тільки тоді, коли кожен її елемент знаходиться у стані рівноваги, що визначається іншими елементами.
16. Закон багатоманітності системних уявлень (принцип багатомодельності системи) − цілісність системи не зводиться тільки до однієї її моделі.
17. Закон адаптації систем − чим вища адаптивність системи, тим більшу вона має ймовірність втратити свою ідентичність.
18. Закон розвитку системи − розвиток системи відбувається через виникнення зон неупорядкованості, хаосу, які формують точки біфуркації, перехід через які виводить систему на новий рівень упорядкованості, новий якісний рівень функціонування.
Людвіг фон Берталанфі виділяє основні тенденції системних досліджень:
1) наука про системи як такі: загальнонаукові засади застосування системного підходу у технічних, суспільних та гуманітарних науках. Основна ідея − розгляд об’єкта будь-якої природи з точки зору його цілісності;
2) системна технологія: суспільні проблеми, які можна вирішити на основі використання системного підходу. Сфера реалізації системного підходу;
3) системна філософія: систематизація, концептуалізація та синтез зв’язків між теоріями у різних сферах наукових досліджень. Формування філософської концепції загальної системи.
У США на поч. 50-х рр. виник науковий напрямок в рамках системної технології системотехніка. Системотехніка − напрямок науки і техніки, який охоплює розроблення, проектування, випробування та експлуатацію складних систем технічної і соціально-технічної природи. Є прикладним втіленням теорії систем.
Системологія − сфера науково-практичної діяльності, що вивчає системність, організацію та процес становлення об’єктів, процесів і явищ різної у природі, науці, техніці та суспільстві. Системологія є загальною наукою про системи у рамках системної філософії.
